JP6599583B1 - Multigene disrupted Aspergillus microorganism and method for producing the same - Google Patents

Multigene disrupted Aspergillus microorganism and method for producing the same Download PDF

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Abstract

【課題】少なくとも2種類のマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物及びその利用のための組成物の提供。【解決手段】染色体上の少なくとも2種類のマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠損した、形質転換アスペルギルス属(Aspergillus)微生物、及び、相同組換え領域の間にループアウト領域及びマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子を含む核酸断片の少なくとも2種類を含む、アスペルギルス属微生物形質転換用組成物であって、前記選択マーカー遺伝子は、トリプトファン生合成遺伝子及びトリプトファン生合成遺伝子とは異なる遺伝子を含む。【選択図】図11Disclosed is a transformed Aspergillus microorganism lacking a selectable marker gene that can be used in at least two types of marker recycling methods, and a composition for use thereof. SOLUTION: A transformed Aspergillus microorganism lacking a selectable marker gene that can be used for at least two types of marker recycling methods on a chromosome, and a loop-out region and a marker recycling method between homologous recombination regions A composition for transforming Aspergillus microorganisms comprising at least two kinds of nucleic acid fragments containing a selectable marker gene that can be used in the above, wherein the selectable marker gene is a tryptophan biosynthetic gene and a gene different from the tryptophan biosynthetic gene Including. [Selection] Figure 11

Description

本発明は、染色体上の少なくとも2種類の遺伝子が破壊された形質転換アスペルギルス属微生物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a transformed Aspergillus microorganism in which at least two genes on the chromosome are disrupted and a method for producing the same.

アスペルギルス属(Aspergillus)微生物は、醤油や味噌などの発酵食品の製造工程の一つである製麹工程に用いられる麹菌として利用される他、様々な物質生産に利用されている。そこで、染色体上にある標的遺伝子を破壊するなどして、所望の形質を表現するようにアスペルギルス属微生物を改変する技術が求められている。 Aspergillus ( Aspergillus ) microorganisms are used as a koji mold used in the koji making process, which is one of the processes for producing fermented foods such as soy sauce and miso, and are also used for various substance production. Therefore, there is a need for a technique for modifying Aspergillus microorganisms so as to express a desired trait by, for example, destroying a target gene on a chromosome.

宿主の染色体上にある標的遺伝子を破壊する方法としては、マーカーリサイクル法(マーカーリサイクリング法ともよばれる。)がある。マーカーリサイクル法は、相同組換えによって標的遺伝子を選択マーカー遺伝子に置換した後、選択マーカー遺伝子を除去させて、形質転換体の染色体上に選択マーカー遺伝子が残らないようにして、選択マーカー遺伝子を再利用するという方法である。 As a method for destroying a target gene on a host chromosome, there is a marker recycling method (also called a marker recycling method). In the marker recycling method, after a target gene is replaced with a selection marker gene by homologous recombination, the selection marker gene is removed so that the selection marker gene does not remain on the chromosome of the transformant, and the selection marker gene is regenerated. It is a method of using.

マーカーリサイクル法で用いられる選択マーカー遺伝子としては、選択マーカー遺伝子による置換及び選択マーカー遺伝子の除去が容易に確認できるシステムを備えていることが求められる。このようなマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子として、アスペルギルス属微生物ではpyrG遺伝子が用いられている。 The selection marker gene used in the marker recycling method is required to have a system that can easily confirm the replacement by the selection marker gene and the removal of the selection marker gene. As a selection marker gene that can be used in such a marker recycling method, the pyrG gene is used in Aspergillus microorganisms.

アスペルギルス属微生物は、染色体上にpyrG遺伝子を有することにより、ウリジン及び/又はウラシル(以下、ウリジン/ウラシルと表記する場合もある。)を添加しなくても生育できるが、ウリジンモノリン酸の生合成の中間体であるオロチジン 5’−モノリン酸のアナログである5−フルオロオロチン酸(5−FOA)を代謝して毒性のある5−フルオロウラシル(5−FU)を合成する。したがって、染色体上にpyrG遺伝子を有するアスペルギルス属微生物は、5−FOAの存在下で培養しても生育できない。これに対して、染色体上にpyrG遺伝子を有さないアスペルギルス属微生物は、5−FOAを代謝できないことから、5−FOAが存在していても生育できるが、ウリジン/ウラシル要求性となる。 Aspergillus microorganisms can grow without the addition of uridine and / or uracil (hereinafter sometimes referred to as uridine / uracil) by having the pyrG gene on the chromosome, but biosynthesis of uridine monophosphate 5-fluoroorotic acid (5-FOA), which is an analog of orotidine 5'-monophosphate, which is an intermediate of the above, is synthesized to toxic 5-fluorouracil (5-FU). Therefore, an Aspergillus microorganism having a pyrG gene on a chromosome cannot grow even if cultured in the presence of 5-FOA. In contrast, since Aspergillus microorganisms that do not have a pyrG gene on their chromosomes cannot metabolize 5-FOA, they can grow even in the presence of 5-FOA, but are uridine / uracil-requiring.

pyrG遺伝子のように、マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子としては、その遺伝子が発現することにより、特定の薬剤(5−FOAなど)を含む環境下では生育できなくなることを利用したカウンター選抜に利用可能な選択マーカー遺伝子であることが求められる。換言すれば、カウンター選抜に利用できる薬剤が見つかっていなければ、その選択マーカー遺伝子はマーカーリサイクル法に利用できない。 As a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method, such as the pyrG gene, counter selection that makes it impossible to grow in an environment containing a specific drug (such as 5-FOA) by expressing the gene. It is required that the gene be a selectable marker gene. In other words, unless a drug that can be used for counter selection is found, the selectable marker gene cannot be used in the marker recycling method.

この性質を利用して、pyrG遺伝子欠損アスペルギルス属微生物の染色体上の標的遺伝子をpyrG遺伝子で置換した形質転換体をウリジン/ウラシル非含有培地を用いて選抜し、次いで選抜した形質転換体を5−FOA含有培地を用いてカウンター選抜することにより、5−FOA耐性株として標的遺伝子及びpyrG遺伝子が欠損した形質転換体を得ることができる。 Using this property, a transformant in which the target gene on the chromosome of the Aspergillus microorganism lacking the pyrG gene is replaced with the pyrG gene is selected using a medium not containing uridine / uracil, and then the selected transformant is selected as 5- By performing counter selection using a FOA-containing medium, a transformant lacking the target gene and the pyrG gene can be obtained as a 5-FOA resistant strain.

ただし、アスペルギルス属微生物を対象としたマーカーリサイクル法で用いられる選択マーカー遺伝子としては、現状では、上記したpyrG遺伝子が用いられているのみである。また、薬剤を使用したniaD欠損株のカウンター選抜や、sC欠損株のカウンター選抜においては、いずれも薬剤の選択圧が弱いために非欠損株のバックグラウンドの生育が見られることから、実質的にマーカーリサイクル法にはほとんど用いられていないのが現状である。 However, at present, the above-described pyrG gene is only used as a selectable marker gene used in the marker recycling method for Aspergillus microorganisms. In addition, in the counter selection of the niaD-deficient strain using the drug and the counter selection of the sC-deficient strain, since the selective pressure of the drug is weak, the background growth of the non-deficient strain is observed. Currently, it is rarely used in the marker recycling law.

一方、特許文献1には、リゾプス・デルマー(Rhizopus delemar)を宿主とする形質転換体について、トリプトファンの生合成に関与する遺伝子であるtrpC遺伝子の欠損の有無を5−フルオロアントラニル酸(5−FAA)の存在下での生育の有無を確認することにより評価していることが記載されている。また、非特許文献1には、選択マーカー遺伝子として、pyrG遺伝子及びアルギニンの生合成遺伝子であるargB遺伝子を欠損した形質転換アスペルギルス・アクレアタスが記載されている。 On the other hand, Patent Document 1 describes the presence or absence of a trpC gene, which is a gene involved in tryptophan biosynthesis, in a transformant using Rhizopus delmar as a host. ) Is evaluated by confirming the presence or absence of growth in the presence. Non-Patent Document 1 describes transformed Aspergillus acreitas lacking the pyrG gene and the argB gene, which is a biosynthetic gene for arginine, as selection marker genes.

WO2017/135317号パンフレットWO2017 / 135317 pamphlet

TANI et al.,AMB Express,2013,3:4,https://amb-express.springeropen.com/articles/10.1186/2191-0855-3-4TANI et al., AMB Express, 2013, 3: 4, https://amb-express.springeropen.com/articles/10.1186/2191-0855-3-4

特許文献1では、5−FAA存在下での生育の有無により、trpC遺伝子欠損株を選抜している。しかし、特許文献1には、trpC遺伝子を、マーカーリサイクル法で用いるためのリサイクル可能な選択マーカー遺伝子として使用できることについての記載は無い。 In Patent Document 1, trpC gene-deficient strains are selected based on the presence or absence of growth in the presence of 5-FAA. However, Patent Document 1 does not describe that the trpC gene can be used as a recyclable selection marker gene for use in the marker recycling method.

また、非特許文献1に記載の形質転換アスペルギルス・アクレアタスについて、欠損したargB遺伝子はマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子ではない。また、非特許文献1には、argB遺伝子に代えて別の選択マーカー遺伝子を利用すること、例えば、数多くあるアミノ酸の生合成に関与する遺伝子のうち、特定の選択マーカー遺伝子を利用することについて、なんら記載が無い。 In addition, in the transformed Aspergillus acreata described in Non-Patent Document 1, the missing argB gene is not a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method. Further, in Non-Patent Document 1, using another selectable marker gene instead of the argB gene, for example, using a specific selectable marker gene among genes involved in biosynthesis of many amino acids, There is no description.

さらに、宿主生物であるアスペルギルス属微生物をマーカーリサイクル法により形質転換するに際して、pyrG遺伝子と同程度のリサイクルが可能であり、pyrG遺伝子に代えて利用可能な選択マーカー遺伝子についてはこれまでにほとんど知られていない。特に、pyrG遺伝子とともに用いることが可能である、マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子による置換及び除去を容易に確認できるシステムについても、これまでにほとんど知られていない。 Furthermore, when the host organism Aspergillus genus microorganism is transformed by the marker recycling method, it can be recycled to the same extent as the pyrG gene, and a selection marker gene that can be used in place of the pyrG gene has been known to date. Not. In particular, a system that can be used together with the pyrG gene and that can be easily confirmed for replacement and removal by a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method is hardly known so far.

そこで、本発明が解決しようとする第1の課題は、マーカーリサイクル法に利用可能な少なくとも2種類の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物及びその製造方法を提供することにある。 Accordingly, a first problem to be solved by the present invention is to provide a transformed Aspergillus genus microorganism lacking at least two types of selectable marker genes that can be used in the marker recycling method and a method for producing the same.

本発明が解決しようとする第2の課題は、選択マーカー遺伝子を含む核酸断片の少なくとも2種類を含む組成物を用いて、マーカーリサイクル法を利用して形質転換アスペルギルス属微生物の染色体上にある少なくとも2種類の標的遺伝子を欠損する方法を提供することにある。 The second problem to be solved by the present invention is to use at least a composition comprising at least two nucleic acid fragments containing a selectable marker gene, using a marker recycling method, and at least present on the chromosome of a transformed Aspergillus microorganism. It is to provide a method for deleting two types of target genes.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討したところ、利用可能性が想定される種々の遺伝子のうち、トリプトファンの生合成に関与する遺伝子に着眼するに至った。そして、このトリプトファン生合成遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を宿主として、標的遺伝子の遺伝子座に、ループアウト領域及びトリプトファン生合成遺伝子を含む核酸断片を導入したところ、トリプトファン非存在下での生育により標的遺伝子とトリプトファン生合成遺伝子との置換が確認でき、さらに5−FAA存在下での生育によりトリプトファン生合成遺伝子のループアウトによる除去が確認できることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has come to focus on genes involved in tryptophan biosynthesis among various genes that can be used. Then, using the transformed Aspergillus microorganism lacking the tryptophan biosynthetic gene as a host, a nucleic acid fragment containing a loopout region and a tryptophan biosynthetic gene was introduced into the locus of the target gene. Thus, it was found that substitution between the target gene and the tryptophan biosynthetic gene can be confirmed, and that removal in the loopout of the tryptophan biosynthetic gene can be confirmed by growth in the presence of 5-FAA.

そして、驚くべきことに、本発明者は、5−FOA及び5−FAAの存在量を所定の濃度に設定することにより、選択マーカー遺伝子としてトリプトファン生合成遺伝子及びpyrG遺伝子を欠損させた二重破壊形質転換アスペルギルス属微生物を製造及び選抜することに成功した。アスペルギルス・ソーヤ、アスペルギルス・オリゼといったアスペルギルス属微生物は薬剤に対する耐性が高いことが知られている。そのために、アスペルギルス属微生物に対して、5−FAAをトリプトファン生合成系遺伝子欠損株のカウンター選抜に使用できるか否か、使用できるとしても5−FAAの濃度をどの程度に設定すればよいかなどについて、これまでに知見はなかった。これに加えて、選択圧が弱いこと、すなわち感受性と耐性との差が小さいために適した薬剤濃度を設定することが困難であるおそれさえも想定された。このような技術的背景があるにもかかわらず、本発明者は、上記二重破壊形質転換アスペルギルス属微生物を製造及び選抜すること、更には該二重破壊形質転換アスペルギルス属微生物を用いることにより、染色体上にある2種類の標的核酸を効率良く短時間で欠損させることに成功した。本発明はこのような知見や成功例に基づいて完成するに至った発明である。 And surprisingly, the present inventor has established a double disruption in which tryptophan biosynthesis gene and pyrG gene are deleted as selection marker genes by setting the abundance of 5-FOA and 5-FAA to a predetermined concentration. We succeeded in producing and selecting transformed Aspergillus microorganisms. Aspergillus microorganisms such as Aspergillus soja and Aspergillus oryzae are known to have high resistance to drugs. Therefore, with respect to Aspergillus microorganisms, whether or not 5-FAA can be used for counter selection of tryptophan biosynthetic gene-deficient strains, and what level should be set for 5-FAA even if it can be used, etc. There has been no knowledge so far. In addition to this, it was assumed that the selection pressure was weak, that is, it was difficult to set a suitable drug concentration due to the small difference between sensitivity and tolerance. In spite of such technical background, the present inventor has produced and selected the above-mentioned double disruption transformed Aspergillus microorganism, and further by using the double disruption transformed Aspergillus microorganism, We succeeded in efficiently deleting two types of target nucleic acids on the chromosome in a short time. The present invention is an invention that has been completed based on such knowledge and successful examples.

したがって、本発明の一態様によれば、以下の[1]〜[8]の形質転換アスペルギルス属微生物、組成物及び方法が提供される。
[1]染色体上の少なくとも2種類のマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠損した、形質転換アスペルギルス属(Aspergillus)微生物であって、前記選択マーカー遺伝子は、トリプトファン生合成遺伝子及びトリプトファン生合成遺伝子とは異なる遺伝子を含む、前記形質転換アスペルギルス属微生物。
[2]相同組換え領域の間にループアウト領域及びマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子を含む核酸断片の少なくとも2種類を含む、アスペルギルス属微生物形質転換用組成物であって、前記核酸断片は、前記選択マーカー遺伝子がトリプトファン生合成遺伝子である核酸断片及び前記選択マーカー遺伝子がトリプトファン生合成遺伝子とは異なる遺伝子である核酸断片を含む、前記組成物。
[3]前記形質転換アスペルギルス属微生物は、宿主生物がアスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus)以外のアスペルギルス属微生物である、[1]〜[2]のいずれか1項に記載の形質転換アスペルギルス属微生物又は組成物。
[4]前記トリプトファン生合成遺伝子とは異なる遺伝子は、栄養性物質の要求性を相補し、かつ、該栄養性物質のアナログからの毒性物質の生合成に関与する遺伝子である、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の形質転換アスペルギルス属微生物又は組成物。
[5]前記トリプトファン生合成遺伝子とは異なる遺伝子は、ウラシル生合成遺伝子、硫酸塩代謝遺伝子及び硝酸塩代謝遺伝子からなる群から選ばれる選択マーカー遺伝子である、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の形質転換アスペルギルス属微生物又は組成物。
[6]前記トリプトファン生合成遺伝子はtrpC遺伝子であり、かつ、トリプトファン生合成遺伝子とは異なる遺伝子は、pyrG遺伝子、niaD遺伝子及びsC遺伝子からなる群から選ばれる少なくとも1種の遺伝子である、[1]〜[5]のいずれか1項に記載の形質転換アスペルギルス属微生物又は組成物。
[7]下記の工程(1)〜工程(3)を含む、染色体上のマーカーリサイクル法に利用可能な第1の選択マーカー遺伝子及びマーカーリサイクル法に利用可能な第2の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物の製造方法であって、該第1の選択マーカー遺伝子及び該第2の選択マーカー遺伝子は、いずれか一方がトリプトファン生合成遺伝子であり、他方が栄養性物質の要求性を相補し、かつ、該栄養性物質のアナログからの毒性物質の生合成に関与する遺伝子である、前記方法:
(1)染色体上の第1の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を、相同組換え領域の間にループアウト領域及び第1の選択マーカー遺伝子を含む核酸断片を用いて、染色体上の第2の選択マーカー遺伝子を標的として相同組換えすることにより、形質転換アスペルギルス属微生物を得る工程;
(2)前記工程(1)で得られた形質転換アスペルギルス属微生物を、前記第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質の存在下で培養することにより、染色体上に前記第1の選択マーカー遺伝子が挿入され、かつ、染色体上の第2の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を選抜する工程;及び、
(3)前記工程(2)で選抜された形質転換アスペルギルス属微生物を、前記第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び栄養性物質のアナログ並びに前記第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質の存在下で培養することにより、染色体上の前記第1の選択マーカー遺伝子及び前記第2の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を選抜する工程。
[8]下記の工程(A)〜工程(B)を含む、マーカーリサイクル法に利用可能な第1の選択マーカー遺伝子及びマーカーリサイクル法に利用可能な第2の選択マーカー遺伝子を利用した、形質転換アスペルギルス属微生物の染色体上の2種類の標的遺伝子の欠損方法であって、該第1の選択マーカー遺伝子及び該第2の選択マーカー遺伝子は、いずれか一方がトリプトファン生合成遺伝子であり、他方が栄養性物質の要求性を相補し、かつ、該栄養性物質のアナログからの毒性物質の生合成に関与する遺伝子である、前記方法:
(A)染色体上の第1の選択マーカー遺伝子及び第2の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を、第1の標的遺伝子に対する相同組換え領域の間にループアウト領域及び第1の選択マーカー遺伝子を含む第1の核酸断片及び第2の標的遺伝子に対する相同組換え領域の間にループアウト領域及び第2の選択マーカー遺伝子を含む第2の核酸断片を用いて、該第1の標的遺伝子及び該第2の標的遺伝子を標的として相同組換えすることにより、形質転換アスペルギルス属微生物を得る工程;及び
(B)前記工程(A)で得られた形質転換アスペルギルス属微生物を、前記第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び前記第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質の非存在下で培養することにより、染色体上に前記第1の選択マーカー遺伝子及び前記第2の選択マーカー遺伝子が挿入された形質転換アスペルギルス属微生物を選抜する工程。
[9]さらに下記の工程(C)を含む、[8]に記載の方法:
(C)前記工程(B)で選抜された形質転換アスペルギルス属微生物を、前記第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び該栄養性物質のアナログ並びに前記第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び該栄養性物質のアナログの存在下で培養することにより、染色体上の前記第1の選択マーカー遺伝子、前記第2の選択マーカー遺伝子、前記第1の標的遺伝子及び前記第2の標的遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を選抜する工程。
[10]前記第1の選択マーカー遺伝子はトリプトファン生合成遺伝子であり、前記第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質のアナログは5−FAAであり、及び該5−FAAの濃度は0.005%(w/v)〜0.02%(w/v)であり、かつ、
前記第2の選択マーカー遺伝子はpyrG遺伝子であり、前記第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質のアナログは5−FOAであり、及び該5−FOAの濃度は0.05%(w/v)〜0.15%(w/v)である、[9]に記載の方法。
[11]前記形質転換アスペルギルス属微生物は、宿主生物がアスペルギルス・アクレアタス以外のアスペルギルス属微生物である、[7]〜[10]のいずれか1項に記載の方法。
Therefore, according to one aspect of the present invention, the following transformed Aspergillus microorganisms, compositions and methods of [1] to [8] are provided.
[1] Selection marker genes available to at least two markers Recycling Law on the chromosome deficient, a transformed Aspergillus (Aspergillus) microorganisms, the selectable marker gene, the tryptophan biosynthetic gene and tryptophan biosynthesis The transformed Aspergillus microorganism, comprising a gene different from the gene.
[2] A composition for transforming Aspergillus microorganisms, comprising at least two kinds of nucleic acid fragments comprising a loopout region and a selectable marker gene that can be used in a marker recycling method between homologous recombination regions, The said composition contains the nucleic acid fragment whose said selection marker gene is a tryptophan biosynthesis gene, and the nucleic acid fragment whose said selection marker gene is a gene different from a tryptophan biosynthesis gene.
[3] The transformed Aspergillus microorganism according to any one of [1] to [2], wherein the transformed Aspergillus microorganism is a Aspergillus microorganism other than Aspergillus aculeatus. Composition.
[4] The gene different from the tryptophan biosynthetic gene is a gene that complements the requirement of a nutrient substance and is involved in the biosynthesis of a toxic substance from an analogue of the nutrient substance [1] to [3] The transformed Aspergillus microorganism or composition according to any one of [3].
[5] The gene different from the tryptophan biosynthesis gene is any one of [1] to [4], which is a selectable marker gene selected from the group consisting of a uracil biosynthesis gene, a sulfate metabolism gene, and a nitrate metabolism gene. The transformed Aspergillus microorganism or composition according to Item.
[6] The tryptophan biosynthesis gene is a trpC gene, and the gene different from the tryptophan biosynthesis gene is at least one gene selected from the group consisting of a pyrG gene, a niaD gene, and an sC gene. ] The transformed Aspergillus microorganism or composition according to any one of [5] to [5].
[7] The first selection marker gene that can be used for the marker recycling method on the chromosome and the second selection marker gene that can be used for the marker recycling method are deficient, including the following steps (1) to (3) A method for producing a transformed Aspergillus microorganism, wherein one of the first selectable marker gene and the second selectable marker gene is a tryptophan biosynthetic gene and the other complements the requirement for a nutrient substance And a gene involved in biosynthesis of a toxic substance from the analog of the nutritional substance:
(1) Using a nucleic acid fragment containing a loop-out region and a first selectable marker gene between a homologous recombination region and a transformed Aspergillus microorganism lacking the first selectable marker gene on the chromosome, Obtaining a transformed Aspergillus microorganism by homologous recombination using the second selectable marker gene as a target;
(2) By culturing the transformed Aspergillus microorganism obtained in the step (1) in the presence of a nutrient substance corresponding to the second selection marker gene, the first selection marker on a chromosome Selecting a transformed Aspergillus microorganism in which the gene is inserted and the second selectable marker gene on the chromosome is deleted; and
(3) The transformed Aspergillus microorganism selected in the step (2), the nutrient substance corresponding to the first selectable marker gene, the analog of the nutrient substance, and the nutrient corresponding to the second selectable marker gene A step of selecting a transformed Aspergillus microorganism lacking the first selection marker gene and the second selection marker gene on a chromosome by culturing in the presence of a sex substance.
[8] Transformation using the first selection marker gene usable for the marker recycling method and the second selection marker gene usable for the marker recycling method, including the following steps (A) to (B) A method for deleting two types of target genes on the chromosome of an Aspergillus microorganism, wherein one of the first selectable marker gene and the second selectable marker gene is a tryptophan biosynthetic gene and the other is a nutrient The method, which is a gene that complements the requirement of a sexual substance and is involved in the biosynthesis of a toxic substance from an analogue of the nutrient substance:
(A) A transformed Aspergillus microorganism lacking the first selectable marker gene and the second selectable marker gene on the chromosome, the loop-out region and the first selection between the homologous recombination regions for the first target gene A first nucleic acid fragment comprising a marker gene and a second nucleic acid fragment comprising a loop-out region and a second selectable marker gene between a first nucleic acid fragment comprising a marker gene and a homologous recombination region for a second target gene; And obtaining a transformed Aspergillus microorganism by homologous recombination using the second target gene as a target; and (B) transforming Aspergillus microorganism obtained in the step (A) with the first Staining by culturing in the absence of a nutrient substance corresponding to the selectable marker gene and a nutrient substance corresponding to the second selectable marker gene The first selection marker gene and said second selection marker gene is a step of selecting transformed Aspergillus microorganism inserted above.
[9] The method according to [8], further comprising the following step (C):
(C) The transformed Aspergillus microorganism selected in the step (B) corresponds to the nutrient substance corresponding to the first selectable marker gene, the analog of the nutrient substance, and the second selectable marker gene. By culturing in the presence of a nutrient substance and an analogue of the nutrient substance, the first selectable marker gene, the second selectable marker gene, the first target gene, and the second target on a chromosome A step of selecting a transformed Aspergillus microorganism lacking the gene.
[10] The first selectable marker gene is a tryptophan biosynthetic gene, the nutrient substance analog corresponding to the first selectable marker gene is 5-FAA, and the concentration of 5-FAA is 0. 005% (w / v) to 0.02% (w / v), and
The second selectable marker gene is a pyrG gene, the analog of the nutrient substance corresponding to the first selectable marker gene is 5-FOA, and the concentration of the 5-FOA is 0.05% (w / The method according to [9], wherein v) to 0.15% (w / v).
[11] The method according to any one of [7] to [10], wherein the transformed Aspergillus microorganism is a Aspergillus microorganism other than Aspergillus acreatas.

本発明の一態様である形質転換アスペルギルス属微生物及び方法によれば、マーカーリサイクル法を利用して、形質転換アスペルギルス属微生物の染色体上にある少なくとも2種類の標的核酸を効率良く短時間で欠損させることができる。本発明の一態様である組成物及び方法によれば、マーカーリサイクル法に利用可能な少なくとも2種類の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を製造することができる。本発明の一態様である形質転換アスペルギルス属微生物、組成物及び方法を応用することにより、構造若しくは機能が類似又は関連する遺伝子の同時破壊による新たな表現型を迅速に検出することが期待できる。 According to the transformed Aspergillus genus microorganism and method which are one aspect of the present invention, at least two kinds of target nucleic acids on the chromosome of the transformed Aspergillus bacterium are efficiently and quickly deleted using the marker recycling method. be able to. According to the composition and method of one embodiment of the present invention, a transformed Aspergillus genus microorganism lacking at least two selectable marker genes that can be used in the marker recycling method can be produced. By applying the transformed Aspergillus microorganism, composition and method which is one embodiment of the present invention, it can be expected to rapidly detect a new phenotype by simultaneous disruption of genes having similar or related structures or functions.

図1は、酵母のトリプトファン生合成経路の概要を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overview of the tryptophan biosynthesis pathway of yeast. 図2は、後述する実施例に記載があるとおりの、AstrpC破壊用カセットを用いたアスペルギルス・ソーヤKP−del株の形質転換の概略を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an outline of transformation of an Aspergillus soja KP-del strain using an AstrpC disruption cassette as described in Examples described later. 図3は、後述する実施例に記載があるとおりの、Asparp1破壊用カセットを用いたAstrpC破壊株の形質転換の概略を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an outline of transformation of an AstrpC-disrupted strain using an Asparp1 disruption cassette as described in Examples described later. 図4Aは、後述する実施例に記載があるとおりの、Asparp1破壊株の選抜のためのアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。FIG. 4A is a diagram showing the results of agarose gel electrophoresis for selecting Asparp1-disrupted strains, as described in the Examples described later. 図4Bは、後述する実施例に記載があるとおりの、Asparp1破壊株の選抜のためのアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。FIG. 4B is a diagram showing the results of agarose gel electrophoresis for selecting Asparp1-disrupted strains as described in the examples described later. 図5は、後述する実施例に記載があるとおりの、Asparp1破壊株に導入したtrpC遺伝子をループアウトにより除去した、trpC遺伝子及びparp1遺伝子が除去された株の選抜手順の概略及び5−FAA耐性株の出現頻度を示す図である。FIG. 5 shows the outline of the selection procedure of a strain from which the trpC gene and parp1 gene have been removed, and the 5-FAA resistance, as described in the examples described later, in which the trpC gene introduced into the Asparp1-disrupted strain was removed by loop-out. It is a figure which shows the appearance frequency of a strain | stump | stock. 図6Aは、後述する実施例に記載があるとおりの、AstrpC除去株の選抜のためのアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing the results of agarose gel electrophoresis for selection of AstrC-removed strains as described in Examples described later. 図6Bは、後述する実施例に記載があるとおりの、AstrpC除去株の選抜のためのアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。FIG. 6B is a diagram showing the results of agarose gel electrophoresis for selection of AstrC-removed strains as described in Examples described later. 図7は、後述する実施例に記載があるとおりの、AohypG破壊用カセットを用いたAotrpC破壊株の形質転換の概略を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an outline of transformation of an AotrpC disrupted strain using an AohypG disruption cassette as described in the examples described later. 図8は、後述する実施例に記載があるとおりの、AohypG破壊株に導入したtrpC遺伝子をループアウトにより除去した、trpC遺伝子及びhypG遺伝子が除去された株の選抜手順の概略を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing an outline of a selection procedure of a strain from which the trpC gene and the hypG gene have been removed, in which the trpC gene introduced into the AohypG disrupted strain is removed by loop-out, as described in the examples described later. is there. 図9Aは、後述する実施例に記載があるとおりの、AotrpC除去株の選抜のためのアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。FIG. 9A is a diagram showing the results of agarose gel electrophoresis for selection of AotrpC-removed strains as described in Examples described later. 図9Bは、後述する実施例に記載があるとおりの、AotrpC除去株の選抜のためのアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。FIG. 9B is a diagram showing the results of agarose gel electrophoresis for selection of AotrpC-removed strains as described in Examples described later. 図10は、後述する実施例に記載があるとおりの、AspyrG・AstrpC二重破壊株の作製手順の概略を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an outline of a procedure for producing an AspyrG. AsrpC double disruption strain as described in Examples described later. 図11は、後述する実施例に記載があるとおりの、Asparp1・Asnph二重破壊株の作製からAspyrG・AstrpC二重除去株の作製までの手順の概略を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an outline of the procedure from the production of an Asparp1 · Asnph double disruption strain to the production of an AspyrG · AstropC double removal strain as described in the Examples described later. 図12は、後述する実施例に記載があるとおりの、Asparp1・Asnph二重破壊株の選抜のためのアガロースゲル電気泳動の結果を示した図である。FIG. 12 is a diagram showing the results of agarose gel electrophoresis for selection of Asparp1 / Asnph double disruption strains as described in the Examples described later. 図13Aは、後述する実施例に記載があるとおりの、AspyrG・AstrpC二重除去株の選抜のためのアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。FIG. 13A is a diagram showing the results of agarose gel electrophoresis for selection of AspyrG / AstrpC double-removed strains as described in Examples described later. 図13Bは、後述する実施例に記載があるとおりの、AspyrG・AstrpC二重除去株の選抜のためのアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。FIG. 13B is a diagram showing the results of agarose gel electrophoresis for selection of AspyrG and AsrpC double-removed strains as described in the examples described later. 図13Cは、後述する実施例に記載があるとおりの、AspyrG・AstrpC二重除去株の選抜のためのアガロースゲル電気泳動の結果を示す図である。FIG. 13C is a diagram showing the results of agarose gel electrophoresis for selection of AspyrG and AsrpC double-removed strains as described in Examples described later.

以下、本発明の一態様である形質転換アスペルギルス属微生物、組成物及び方法の詳細について説明するが、本発明の技術的範囲は本項目の事項によってのみに限定されるものではなく、本発明はその目的を達成する限りにおいて種々の態様をとり得る。 Hereinafter, although the details of the transformed Aspergillus microorganisms, compositions and methods which are one embodiment of the present invention will be described, the technical scope of the present invention is not limited only to the matters of this item, the present invention As long as the purpose is achieved, various modes can be taken.

本明細書における各用語は、別段の定めがない限り、当業者により通常用いられている意味で使用され、不当に限定的な意味を有するものとして解釈されるべきではない。 Each term in this specification is used in the meaning normally used by those skilled in the art unless otherwise specified, and should not be construed as having an unduly limiting meaning.

例えば、「及び/又は」とは、列記した複数の関連項目のいずれか1つ、又は2つ以上の任意の組み合わせ若しくは全ての組み合わせを意味する。 For example, “and / or” means any one of a plurality of related items listed, or any combination or all combinations of two or more.

「遺伝子の欠損」とは、遺伝子の一部又は全部が欠損することにより、遺伝子が正常に転写されないこと、転写されたタンパク質が本来のタンパク質の機能を発揮しないことなどのように、遺伝子が正常に機能せずに遺伝子の発現が妨げられていることを意味する。本明細書では、遺伝子の欠損と遺伝子の破壊とは同義で用いられる。 “Gene deficiency” means that a gene is normal, such as the gene is not normally transcribed due to the loss of part or all of the gene, or the transcribed protein does not perform its original protein function. It means that gene expression is hindered without functioning. In the present specification, gene deletion and gene disruption are used synonymously.

「遺伝子の発現」とは、転写や翻訳などを介して、遺伝子によってコードされるタンパク質が本来の構造や活性を有する態様で生産されることを意味する。 “Expression of a gene” means that a protein encoded by a gene is produced in a form having an original structure or activity through transcription or translation.

「選択マーカー遺伝子」とは、形質転換体の選択手段として使用される形質をもたらす遺伝子であり、対応する選択性物質の存在下若しくは非存在下で、形質転換体が特異的に選択されるように、又はされないようにすることを可能にするものをいう。「選択マーカー遺伝子の機能」とは、対応する選択性物質の存在下又は非存在下で形質転換体が特異的に選択されるようにすることを可能にすることをいう。例えば、選択マーカー遺伝子が薬剤耐性遺伝子である場合は、選択マーカー遺伝子の機能が発揮することにより、薬剤の存在下で形質転換体は特異的に選択されるようになる。また、選択マーカー遺伝子が栄養要求性遺伝子である場合は、選択マーカー遺伝子の機能が発揮することにより、栄養物質の非存在下で形質転換体は特異的に選択されるようになる。選択マーカー遺伝子のうち、「マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子」とは、その遺伝子が発現することにより、特定の薬剤を含む環境下では生育できなくなることを利用したカウンター選抜に利用可能な選択マーカー遺伝子をいう。 A “selection marker gene” is a gene that causes a trait to be used as a means for selecting transformants, so that transformants can be specifically selected in the presence or absence of a corresponding selective substance. What makes it possible to prevent or not. “Function of a selectable marker gene” means that a transformant can be specifically selected in the presence or absence of a corresponding selective substance. For example, when the selectable marker gene is a drug resistance gene, the transformant is specifically selected in the presence of the drug by the function of the selectable marker gene. Further, when the selectable marker gene is an auxotrophic gene, the function of the selectable marker gene is exerted so that the transformant is specifically selected in the absence of the nutrient substance. Among selectable marker genes, “selectable marker genes that can be used in the marker recycling method” can be used for counter selection that makes it impossible to grow in an environment containing a specific drug when the gene is expressed. A selectable marker gene.

「相同組換え領域」とは、染色体上にある標的とする遺伝子(標的遺伝子)の両側(すなわち、上流(5’末端側)及び下流(3’末端側))にある領域とそれぞれ相同な核酸配列をいう。「相同組換え領域」のうち、標的遺伝子の上流側にある領域を「相同組換え上流領域」とよび、標的遺伝子の下流側にある領域を「相同組換え下流領域」とよぶ。 “Homologous recombination region” refers to nucleic acids that are homologous to regions on both sides of the target gene (target gene) on the chromosome (that is, upstream (5 ′ end side) and downstream (3 ′ end side)). An array. Of the “homologous recombination region”, a region upstream of the target gene is called “homologous recombination upstream region”, and a region downstream of the target gene is called “homologous recombination downstream region”.

「ループアウト」とは、同一染色体上にある相同な核酸配列同士が組換えを起こし、その間にある核酸配列が抜け落ちる現象をいう。「ループアウト領域」は、ループアウトを可能にする領域であり、例えば、ループアウト領域と一緒に導入する選択マーカー遺伝子をループアウトにより除去するための領域をいう。 “Loop out” refers to a phenomenon in which homologous nucleic acid sequences on the same chromosome undergo recombination and the nucleic acid sequences between them are lost. The “loop-out region” is a region that enables loop-out. For example, it refers to a region for removing a selectable marker gene introduced together with the loop-out region by loop-out.

「生合成遺伝子」とは、対象とする物質の生合成経路において機能するタンパク質を発現する1種類又は2種類以上の遺伝子を意味し、例えば、対象とする物質へ変換する反応を触媒する酵素を発現する遺伝子などが挙げられる。 “Biosynthetic gene” means one or more genes that express a protein that functions in the biosynthetic pathway of a target substance. For example, an enzyme that catalyzes a reaction for conversion to a target substance. Examples include genes that are expressed.

「代謝遺伝子」とは、対象とする物質の代謝経路において機能するタンパク質を発現する1種類又は2種類以上の遺伝子を意味し、例えば、対象とする物質を別の物質へ変換する反応を触媒する酵素を発現する遺伝子などが挙げられる。 “Metabolic gene” means one or more genes that express a protein that functions in the metabolic pathway of a target substance. For example, it catalyzes a reaction that converts a target substance into another substance. Examples include genes that express enzymes.

(形質転換アスペルギルス属微生物及び組成物の概要)
本発明の一態様である形質転換アスペルギルス属(Aspergillus)微生物は、宿主生物であるアスペルギルス属微生物の染色体上にある2種類又はそれ以上のマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠損するように、宿主生物を形質転換したアスペルギルス属微生物である。また、本発明の一態様である組成物は、本発明の一態様である形質転換アスペルギルス属微生物における標的遺伝子を破壊するために用いられ、相同組換え領域の間にループアウト領域及びマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子を含む核酸断片の2種類又はそれ以上を少なくとも含む。
(Overview of transformed Aspergillus microorganisms and compositions)
Transformation Aspergillus (Aspergillus) microorganism which is one embodiment of the present invention, as two or selectable marker genes available more marker Recycling Law deficient in the chromosomal Aspergillus microorganism is a host organism A microorganism of the genus Aspergillus transformed with a host organism. The composition which is one embodiment of the present invention is used to destroy a target gene in the transformed Aspergillus microorganism which is one embodiment of the present invention, and a loop-out region and a marker recycling method between homologous recombination regions. At least two or more types of nucleic acid fragments containing a selectable marker gene.

本発明の一態様の形質転換アスペルギルス属微生物及び組成物において、マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子の1種類又は2種類以上はトリプトファン生合成遺伝子であり、マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子の別の1種類又は2種類以上はトリプトファン生合成遺伝子とは異なる遺伝子である。 In the transformed Aspergillus microorganism and composition of one embodiment of the present invention, one or more selectable marker genes that can be used in the marker recycling method are tryptophan biosynthesis genes, and the selectable marker that can be used in the marker recycling method Another one type or two or more types of genes are genes different from tryptophan biosynthesis genes.

(マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子)
酵母のトリプトファン生合成経路の概要を図1に示す。図1に示すとおり、酵母では、トリプトファンの生合成には、TRP4(anthranilate phosphoribosyltransferase)、TRP1(phosphoribosylanthranilate isomerase)、TRP3(indole−3−glycerol phosphate synthase)及びTRP5(tryptophan synthase)の4種の酵素が関与している。なお、chorismateからanthranilateへの反応は、TRP2(Anthranilate synthase)が触媒する。
(Selectable marker genes that can be used in the marker recycling law)
An overview of the yeast tryptophan biosynthetic pathway is shown in FIG. As shown in FIG. 1, in the biosynthesis of tryptophan, TRP4 (anthropilate phosphoryltransferase), TRP1 (phosphorylanthranylate isomerase), TRP3 (indole-3-glycerol phosphatase) Is involved. The reaction from chorismate to anthranilate is catalyzed by TRP2 (Anthranilate synthase).

これに対して、本発明者は、アスペルギルス・ソーヤ(A.sojae)NBRC4239株の公開ゲノムデータベース(BioProject Accession:PRJDA60265)から、TRP4に相当する酵素をコードする遺伝子はscaffold00063の1554760−1553403の領域にあると予測した。そして、該領域を破壊しようと試みたところ、該領域を破壊した染色体と非破壊の染色体とが混在した株しか得られず、結果として該領域を破壊した株は得られなかった。 On the other hand, the present inventor has found that a gene encoding an enzyme corresponding to TRP4 is in the region of 1554760-1553403 of scaffold00063 from the public genome database (BioProject Accession: PRJDA60265) of Aspergillus sojae ( A. sojae ) NBRC4239 strain. Predicted that there was. When an attempt was made to destroy the region, only a strain in which a chromosome that destroyed the region and a non-destructed chromosome were mixed was obtained, and as a result, a strain that destroyed the region was not obtained.

また、TRP5に相当する酵素をコードする遺伝子はscaffold00060の1470936−1473260の領域、scaffold00036の917953−920152の領域、scaffold00057の350582−352846の領域及びscaffold00011の662605−659898の領域にあると予測した。このようにTRP5に相当する酵素をコードする遺伝子は4個あると予測して、それらを全て破壊することは非常に困難であることから断念した。 The gene encoding the enzyme corresponding to TRP5 was predicted to be in the region of 1470936-1473260 of scaffold0660, the region of 917995-920152 of scaffold056, the region of 350582-352846 of scaffold057, and the region of 662605-659898 of scaffold00001. Thus, it was predicted that there were four genes encoding the enzyme corresponding to TRP5, and it was abandoned because it was very difficult to destroy all of them.

さらに、アスペルギルス・ソーヤNBRC4239株において、TRP1及びTRP3のそれぞれの酵素に相当する酵素をコードする遺伝子は見当らなかった。その一方で、TRP1及びTRP3の機能を兼ね備えた酵素をコードする遺伝子はscaffold00048の1213700−1211376の領域にあると予測し、該領域をAstrpC遺伝子と名付けた。そして、アスペルギルス・ソーヤにおいて、AstrpC遺伝子を破壊することにより、アントラニル酸からトリプトファンを生合成することができない形質転換アスペルギルス属微生物を得ることに成功した。 Furthermore, in Aspergillus soja NBRC4239 strain, genes encoding enzymes corresponding to the respective enzymes of TRP1 and TRP3 were not found. On the other hand, a gene encoding an enzyme having the functions of TRP1 and TRP3 was predicted to be in the region 1213700-1211376 of scaffold0408, and this region was named AstrpC gene. And in Aspergillus soja, it succeeded in obtaining the transformed microorganism of the genus Aspergillus which cannot biosynthesize tryptophan from anthranilic acid by destroying the AstrpC gene.

上記した経緯に基づけば、マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子としてのトリプトファン生合成遺伝子としては、酵母のTRP1及びTRP3の機能を兼ね備えた酵素をコードする遺伝子、すなわち、trpC遺伝子が好ましいが、酵母のTRP4、TRP5又はTRP2に相当する酵素をコードする遺伝子であってもよい。トリプトファン生合成遺伝子は、上記した遺伝子のいずれか1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Based on the above circumstances, the tryptophan biosynthetic gene as a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method is preferably a gene encoding an enzyme having the functions of TRP1 and TRP3 of yeast, ie, the trpC gene. It may be a gene encoding an enzyme corresponding to TRP4, TRP5 or TRP2 of yeast. A tryptophan biosynthetic gene may be used alone or in combination of two or more of the above genes.

トリプトファン生合成遺伝子とは異なる遺伝子は、トリプトファン生合成遺伝子とは異なるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子であれば特に限定されないが、例えば、薬剤耐性遺伝子、栄養要求性遺伝子などが挙げられる。栄養要求性遺伝子は宿主生物の栄養要求性を相補する遺伝子であれば特に限定されないが、例えば、pyrG遺伝子、niaD遺伝子、sC遺伝子などが挙げられる。トリプトファン生合成遺伝子とは異なる遺伝子は、上記した遺伝子の1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、niaD遺伝子が欠損した株は塩素酸塩に対して耐性を有し、sC遺伝子が欠損した株はセレン酸に対して耐性を有するという形質を示す。 The gene different from the tryptophan biosynthetic gene is not particularly limited as long as it is a selectable marker gene that can be used in a marker recycling method different from the tryptophan biosynthetic gene, and examples thereof include a drug resistance gene and an auxotrophic gene. The auxotrophic gene is not particularly limited as long as it is a gene that complements the auxotrophy of the host organism, and examples thereof include a pyrG gene, a niaD gene, and an sC gene. As the gene different from the tryptophan biosynthesis gene, one of the above genes can be used alone, or two or more can be used in combination. The strain lacking the niaD gene is resistant to chlorate, and the strain lacking the sC gene is resistant to selenate.

pyrG遺伝子、trpC遺伝子、niaD遺伝子及びsC遺伝子は、それぞれ由来生物ごとにNCBI GeneBankに登録されている。例えば、アスペルギルス・ソーヤ、アスペルギルス・オリゼ及びアスペルギルス・ニガーのpyrG遺伝子、trpC遺伝子、niaD遺伝子及びsC遺伝子のGeneBankのアクセッション番号を表1に示す。なお、アスペルギルス・ソーヤについては、染色体上のscaffoldを示す。当業者であれば、NCBI GeneBankを参照することにより、アスペルギルス属微生物のこれらの遺伝子の塩基配列を取得できる。 The pyrG gene, the trpC gene, the niaD gene, and the sC gene are registered in the NCBI GeneBank for each derived organism. For example, Table 1 shows GeneBank accession numbers of the pyrG gene, the trpC gene, the niaD gene and the sC gene of Aspergillus soja, Aspergillus oryzae and Aspergillus niger. For Aspergillus soja, the scaffold on the chromosome is shown. A person skilled in the art can obtain the nucleotide sequences of these genes of Aspergillus microorganisms by referring to NCBI GeneBank.

トリプトファン生合成遺伝子とは異なる遺伝子は、上記した遺伝子のうち、形質転換体の選抜の容易性の観点から、栄養要求性遺伝子が好ましい。栄養要求性遺伝子は、生合成遺伝子及び代謝遺伝子を包含する。栄養要求性遺伝子の中でも、栄養性物質の要求性を相補し、かつ、該栄養性物質のアナログからの毒性物質の生合成に関与する遺伝子であることがより好ましく、ウラシル生合成遺伝子、硫酸塩代謝遺伝子及び硝酸塩代謝遺伝子がさらに好ましく、pyrG遺伝子、niaD遺伝子及びsC遺伝子がなおさらに好ましい。 The gene different from the tryptophan biosynthetic gene is preferably an auxotrophic gene from the viewpoint of ease of selection of transformants among the above-mentioned genes. An auxotrophic gene includes a biosynthetic gene and a metabolic gene. Among the auxotrophic genes, it is more preferable that the gene complements the requirement of the nutrient substance and is involved in the biosynthesis of the toxic substance from the analogue of the nutrient substance. The uracil biosynthesis gene, sulfate More preferred are metabolic genes and nitrate metabolic genes, and even more preferred are pyrG gene, niaD gene and sC gene.

マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子は、マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子を有する由来生物が本来保有する遺伝子(すなわち、野生型遺伝子)と完全に同一でなくともよく、少なくとも野生型遺伝子が発現するタンパク質(すなわち、野生型タンパク質)と同一の、又は近似する酵素学的性質を有するタンパク質を発現する遺伝子である限り、野生型遺伝子の塩基配列に相補的な塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有するDNAなどであってもよい。 The selectable marker gene that can be used in the marker recycling method may not be completely the same as the gene originally possessed by the derived organism having the selectable marker gene that can be used in the marker recycling method (ie, the wild type gene), and at least the wild type As long as the gene expresses a protein having the same or similar enzymatic properties as the protein expressed by the gene (ie, wild-type protein), the base sequence complementary to the base sequence of the wild-type gene and a stringent sequence are used. It may be DNA having a base sequence that hybridizes under conditions.

本明細書における「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列」とは、野生型遺伝子の塩基配列を有するDNAをプローブとして使用し、コロニーハイブリダイゼーション法、プラークハイブリダイゼーション法、サザンブロットハイブリダイゼーション法などを用いることにより得られるDNAの塩基配列を意味する。 The term “base sequence that hybridizes under stringent conditions” in the present specification refers to a colony hybridization method, plaque hybridization method, Southern blot hybridization method using a DNA having a base sequence of a wild-type gene as a probe. It means the base sequence of DNA obtained by using.

本明細書における「ストリンジェントな条件」とは、特異的なハイブリッドのシグナルが非特異的なハイブリッドのシグナルと明確に識別される条件であり、使用するハイブリダイゼーションの系と、プローブの種類、配列及び長さによって異なる。そのような条件は、ハイブリダイゼーションの温度を変えること、洗浄の温度及び塩濃度を変えることにより決定可能である。例えば、非特異的なハイブリッドのシグナルまで強く検出されてしまう場合には、ハイブリダイゼーション及び洗浄の温度を上げるとともに、必要により洗浄の塩濃度を下げることにより特異性を上げることができる。また、特異的なハイブリッドのシグナルも検出されない場合には、ハイブリダイゼーション及び洗浄の温度を下げるとともに、必要により洗浄の塩濃度を上げることにより、ハイブリッドを安定化させることができる。 The term “stringent conditions” in the present specification is a condition in which a specific hybrid signal is clearly distinguished from a non-specific hybrid signal. The hybridization system used, the type of probe, and the sequence It depends on the length. Such conditions can be determined by changing the hybridization temperature, washing temperature and salt concentration. For example, when a non-specific hybrid signal is strongly detected, the specificity can be increased by raising the hybridization and washing temperature and, if necessary, lowering the washing salt concentration. If no specific hybrid signal is detected, the hybrid can be stabilized by lowering the hybridization and washing temperatures and, if necessary, raising the washing salt concentration.

ストリンジェントな条件の具体例としては、例えば、プローブとしてDNAプローブを用い、ハイブリダイゼーションは、5×SSC、1.0%(w/v) 核酸ハイブリダイゼーション用ブロッキング試薬(ロシュ・ダイアグノスティクス社)、0.1%(w/v) N−ラウロイルサルコシン、0.02%(w/v) SDSを用い、一晩(8〜16時間程度)で行う。洗浄は、0.1〜0.5×SSC、0.1%(w/v) SDS、好ましくは0.1×SSC、0.1%(w/v) SDSを用い、15分間、2回行う。ハイブリダイゼーションおよび洗浄を行う温度は65℃以上、好ましくは68℃以上である。 As a specific example of stringent conditions, for example, a DNA probe is used as a probe, and hybridization is 5 × SSC, 1.0% (w / v). Nucleic acid hybridization blocking reagent (Roche Diagnostics) 0.1% (w / v) N-lauroyl sarcosine, 0.02% (w / v) SDS is used overnight (about 8 to 16 hours). Washing is performed using 0.1-0.5 × SSC, 0.1% (w / v) SDS, preferably 0.1 × SSC, 0.1% (w / v) SDS, twice for 15 minutes. Do. The temperature for performing hybridization and washing is 65 ° C or higher, preferably 68 ° C or higher.

また、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有するDNAとしては、例えば、コロニー若しくはプラーク由来の野生型遺伝子の塩基配列を有するDNA又は該DNAの断片を固定化したフィルターを用いて、上記したストリンジェントな条件下でハイブリダイゼーションすることによって得られるDNAや0.5〜2.0MのNaCl存在下にて、40〜75℃でハイブリダイゼーションを実施した後、好ましくは0.7〜1.0MのNaCl存在下にて、65℃でハイブリダイゼーションを実施した後、0.1〜1×SSC溶液(1×SSC溶液は、150mM 塩化ナトリウム、15mM クエン酸ナトリウム)を用い、65℃条件下でフィルターを洗浄することにより同定できるDNAなどを挙げることができる。プローブの調製やハイブリダイゼーションの方法は、Molecular Cloning:A laboratory Manual,2nd−Ed.,Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Spring Harbor,NY.,1989、Current Protocols in Molecular Biology,Supplement 1−38,John Wiley&Sons,1987−1997(以下、これらの文献を参考技術文献とよぶ場合がある。)などに記載されている方法に準じて実施することができる。なお、当業者であれば、このようなバッファーの塩濃度や温度などの条件に加えて、その他のプローブ濃度、プローブ長さ、反応時間などの諸条件を加味して、野生型遺伝子の塩基配列に相補的な塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を有するDNAを得るための条件を適宜設定することができる。 In addition, as the DNA having a base sequence that hybridizes under stringent conditions, for example, using a DNA having a base sequence of a wild-type gene derived from a colony or plaque or a filter on which the DNA fragment is immobilized, After performing hybridization at 40 to 75 ° C. in the presence of DNA obtained by hybridization under the stringent conditions and 0.5 to 2.0 M NaCl, preferably 0.7 to 1. After hybridization at 65 ° C. in the presence of 0 M NaCl, 0.1 to 1 × SSC solution (1 × SSC solution is 150 mM sodium chloride, 15 mM sodium citrate) at 65 ° C. Examples thereof include DNA that can be identified by washing the filter. Probe preparation and hybridization methods are described in Molecular Cloning: A laboratory Manual, 2nd-Ed. , Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY. , 1989, Current Protocols in Molecular Biology, Supplement 1-38, John Wiley & Sons, 1987-1997 (hereinafter these documents may be referred to as reference technical documents). Can do. In addition to the conditions such as the salt concentration and temperature of the buffer, those skilled in the art will consider other conditions such as probe concentration, probe length, reaction time, etc. Conditions for obtaining a DNA having a base sequence that hybridizes under stringent conditions with a complementary base sequence can be appropriately set.

ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含むDNAとしては、プローブとして使用する野生型遺伝子の塩基配列を有するDNAの塩基配列と一定以上の配列同一性を有するDNAが挙げられ、例えば、野生型遺伝子の塩基配列と80%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上又は99%以上、さらに好ましくは99.5%以上の配列同一性を有するDNAが挙げられる。該配列同一性の上限は特に限定されず、典型的には100%である。 Examples of DNA containing a base sequence that hybridizes under stringent conditions include DNA having a certain sequence identity with a base sequence of a DNA having a base sequence of a wild-type gene used as a probe. 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more , 98% or more or 99% or more, more preferably 99.5% or more of DNA having sequence identity. The upper limit of the sequence identity is not particularly limited, and is typically 100%.

野生型遺伝子の塩基配列に相補的な塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列としては、例えば、塩基配列における塩基数100個を一単位とすれば、野生型遺伝子の塩基配列において、該一単位あたり、1から数個、好ましくは1から20個、より好ましくは1から15個、さらに好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10個の塩基の欠失、置換、付加などを有する塩基配列を含む。ここで、「塩基の欠失」とは配列中の塩基に欠落又は消失があることを意味し、「塩基の置換」は配列中の塩基が別の塩基に置き換えられていることを意味し、「塩基の付加」とは新たな塩基が挿入するように付け加えられていることを意味する。 The base sequence that hybridizes with the base sequence complementary to the base sequence of the wild-type gene under stringent conditions is, for example, as follows: 1 to several, preferably 1 to 20, more preferably 1 to 15, more preferably 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 per unit. Includes base sequences with base deletions, substitutions, additions, and the like. Here, “base deletion” means that there is a deletion or disappearance in the base in the sequence, and “base replacement” means that the base in the sequence is replaced with another base, “Addition of a base” means that a new base is added to be inserted.

野生型遺伝子の塩基配列に相補的な塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列によってコードされるタンパク質は、野生型遺伝子の塩基配列によってコードされるタンパク質が有するアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換、付加などを有するアミノ酸配列を有するタンパク質である蓋然性があるが、野生型遺伝子の塩基配列によってコードされるタンパク質と同じ酵素活性を有するものである。 The protein encoded by the base sequence that hybridizes with the base sequence complementary to the base sequence of the wild-type gene under stringent conditions is 1 to several in the amino acid sequence of the protein encoded by the base sequence of the wild-type gene. Although it is likely to be a protein having an amino acid sequence having deletion, substitution, addition, etc. of individual amino acids, it has the same enzyme activity as the protein encoded by the base sequence of the wild-type gene.

野生型タンパク質と同一の、又は近似する酵素学的性質を有するタンパク質は、そのアミノ酸配列が、野生型タンパク質が有するアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換、付加などを有するアミノ酸配列からなるものであってもよい。ここで、アミノ酸配列の「1から数個のアミノ酸の欠失、置換、付加」における「1から数個」の範囲は特に限定されないが、例えば、アミノ酸配列におけるアミノ酸数100個を一単位とすれば、該一単位あたり、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19又は20個程度、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10個程度、より好ましくは1、2、3、4又は5個程度を意味する。また、「アミノ酸の欠失」とは配列中のアミノ酸残基の欠落又は消失を意味し、「アミノ酸の置換」は配列中のアミノ酸残基が別のアミノ酸残基に置き換えられていることを意味し、「アミノ酸の付加」とは配列中に新たなアミノ酸残基が挿入するように付け加えられていることを意味する。 A protein having the same or similar enzymatic properties as the wild-type protein has an amino acid sequence having a deletion, substitution, addition, etc. of one to several amino acids in the amino acid sequence of the wild-type protein It may consist of. Here, the range of “1 to several” in “deletion, substitution and addition of 1 to several amino acids” of the amino acid sequence is not particularly limited, but for example, the unit of 100 amino acids in the amino acid sequence is one unit. For example, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20 per unit, preferably Means about 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10, more preferably about 1, 2, 3, 4 or 5. In addition, “amino acid deletion” means deletion or disappearance of an amino acid residue in the sequence, and “amino acid substitution” means that an amino acid residue in the sequence is replaced with another amino acid residue. “Addition of amino acid” means that a new amino acid residue is added to the sequence.

「1から数個のアミノ酸の欠失、置換、付加」の具体的な態様としては、1から数個のアミノ酸が別の化学的に類似したアミノ酸で置き換えられた態様がある。例えば、ある疎水性アミノ酸を別の疎水性アミノ酸に置換する場合、ある極性アミノ酸を同じ電荷を有する別の極性アミノ酸に置換する場合などを挙げることができる。このような化学的に類似したアミノ酸は、アミノ酸毎に当該技術分野において知られている。具体例を挙げると、非極性(疎水性)アミノ酸としては、アラニン、バリン、イソロイシン、ロイシン、プロリン、トリプトファン、フェニルアラニン、メチオニンなどが挙げられる。極性(中性)アミノ酸としては、グリシン、セリン、スレオニン、チロシン、グルタミン、アスパラギン、システインなどが挙げられる。陽電荷をもつ塩基性アミノ酸としては、アルギニン、ヒスチジン、リジンなどが挙げられる。また、負電荷をもつ酸性アミノ酸としては、アスパラギン酸、グルタミン酸などが挙げられる。 A specific embodiment of “deletion, substitution, addition of 1 to several amino acids” includes an embodiment in which one to several amino acids are replaced with another chemically similar amino acid. For example, a case where a certain hydrophobic amino acid is substituted with another hydrophobic amino acid, a case where a certain polar amino acid is substituted with another polar amino acid having the same charge, and the like can be mentioned. Such chemically similar amino acids are known in the art for each amino acid. Specific examples include non-polar (hydrophobic) amino acids such as alanine, valine, isoleucine, leucine, proline, tryptophan, phenylalanine, and methionine. Examples of polar (neutral) amino acids include glycine, serine, threonine, tyrosine, glutamine, asparagine, and cysteine. Examples of the basic amino acid having a positive charge include arginine, histidine, and lysine. Examples of acidic amino acids having a negative charge include aspartic acid and glutamic acid.

野生型タンパク質が有するアミノ酸配列において1から数個のアミノ酸の欠失、置換、付加などを有するアミノ酸配列としては、野生型タンパク質が有するアミノ酸配列と一定以上の配列同一性を有するアミノ酸配列が挙げられ、例えば、野生型タンパク質が有するアミノ酸配列と80%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上又は99%以上、さらに好ましくは99.5%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列などが挙げられる。該配列同一性の上限は特に限定されず、典型的には100%である。 Examples of amino acid sequences having a deletion, substitution, addition, etc. of one to several amino acids in the amino acid sequence of the wild type protein include amino acid sequences having a certain sequence identity with the amino acid sequence of the wild type protein. For example, 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% with the amino acid sequence of the wild-type protein As mentioned above, amino acid sequences having sequence identity of 97% or more, 98% or more, or 99% or more, and more preferably 99.5% or more can be mentioned. The upper limit of the sequence identity is not particularly limited, and is typically 100%.

(配列同一性を算出するための手段)
塩基配列やアミノ酸配列の配列同一性を求める方法は特に限定されないが、例えば、通常知られる方法を利用して、野生型遺伝子や野生型遺伝子が発現する野生型タンパク質のアミノ酸配列と対象となる塩基配列やアミノ酸配列とをアラインメントし、両者の配列の一致率を算出するためのプログラムを用いることにより求められる。
(Means for calculating sequence identity)
The method for determining the sequence identity of the base sequence or amino acid sequence is not particularly limited. For example, by using a commonly known method, the amino acid sequence of the wild type gene or the wild type protein expressed by the wild type gene and the target base It is obtained by aligning sequences and amino acid sequences and using a program for calculating the coincidence ratio between the sequences.

2つの塩基配列やアミノ酸配列における一致率を算出するためのプログラムとしては、例えば、Karlin及びAltschulのアルゴリズム(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:2264−2268、1990;Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:5873−5877、1993)が知られており、このアルゴリズムを用いたBLASTプログラムがAltschulなどによって開発されている(J.Mol.Biol.215:403−410、1990)。さらに、BLASTより感度よく配列同一性を決定するプログラムであるGapped BLASTも知られている(Nucleic Acids Res.25:3389−3402、1997)。したがって、当業者は例えば上記のプログラムを利用して、与えられた配列に対し、高い配列同一性を示す配列をデータベース中から検索することができる。これらは、例えば、米国National Center for Biotechnology Informationのインターネット上のウェブサイト(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)において利用可能である。 As a program for calculating the coincidence rate in two base sequences or amino acid sequences, for example, the algorithm of Karlin and Altschul (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 2264-2268, 1990; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 5873-5877, 1993), and a BLAST program using this algorithm has been developed by Altschul et al. (J. Mol. Biol. 215: 403-410, 1990). Furthermore, Gapped BLAST, which is a program for determining sequence identity with higher sensitivity than BLAST, is also known (Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402, 1997). Therefore, a person skilled in the art can search, for example, a sequence showing high sequence identity from a database using a program described above. These are available, for example, at the National Center for Biotechnology Information website (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi).

上記の各方法は、データベース中から配列同一性を示す配列を検索するために通常的に用いられ得るが、個別の配列の配列同一性を決定する手段としては、Genetyxネットワーク版 version 12.0.1(ジェネティックス社)のホモロジー解析を用いることもできる。この方法は、Lipman−Pearson法(Science 227:1435−1441、1985)に基づくものである。塩基配列の配列同一性を解析する際は、可能であればタンパク質をコードしている領域(CDS又はORF)を用いる。 Each of the above methods can be generally used to search a sequence showing sequence identity from a database. As a means for determining the sequence identity of individual sequences, Genetyx network version version 12.0. 1 (Genetics) homology analysis can also be used. This method is based on the Lipman-Pearson method (Science 227: 1435-1441, 1985). When analyzing the sequence identity of a base sequence, a region encoding a protein (CDS or ORF) is used if possible.

(マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子の由来)
マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子は、例えば、マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子の発現又はマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子としての機能が確認できる生物種などに由来する。マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子の由来生物としては、例えば、微生物などが挙げられ、宿主生物と同一又は近縁種のアスペルギルス属微生物であることが好ましい。アスペルギルス属微生物の具体例としては、アスペルギルス・ソーヤ(Aspergillus sojae)、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、アスペルギルス・タマリ(Aspergillus tamarii)、アスペルギルス・ルチュエンシス(Aspergillus luchuensis)、アスペルギルス・ウサミ(Aspergillus usamii)、アスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus)、アスペルギルス・サイトイ(Aspergillus saitoi)、アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)などが挙げられる。
(Origin of selectable marker genes that can be used in the marker recycling law)
The selectable marker gene that can be used in the marker recycling method is derived from, for example, a biological species that can confirm the expression of a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method or the function as a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method. Examples of the organism derived from the selectable marker gene that can be used in the marker recycling method include microorganisms and the like, and preferably Aspergillus microorganisms that are the same as or closely related to the host organism. Specific examples of the genus Aspergillus microorganisms, Aspergillus sojae (Aspergillus sojae), Aspergillus oryzae (Aspergillus oryzae), Aspergillus niger (Aspergillus niger), Aspergillus tamari (Aspergillus tamarii), Aspergillus Ruchuenshisu (Aspergillus luchuensis), Aspergillus Usami (Aspergillus usamii), Aspergillus Akureatasu (Aspergillus aculeatus), Aspergillus saitoi (Aspergillus saitoi), Aspergillus nidulans (Aspergillus nidulans) is like .

上記アスペルギルス属微生物の具体例として挙げたうち、アスペルギルス・ソーヤ、アスペルギルス・オリゼ、アスペルギルス・ニガー、アスペルギルス・タマリ、アスペルギルス・ルチュエンシス、アスペルギルス・ウサミ、アスペルギルス・アクレアタス及びアスペルギルス・サイトイは、味噌、醤油、日本酒、焼酎などの醸造食品の製造、クエン酸製造、アミラーゼなどの酵素剤製造への使用実績が豊富であり、高い酵素生産性と長年の利用による安全性に対する高い信頼性とから、産業上利用可能な微生物である。 Among the specific examples of the microorganisms belonging to the genus Aspergillus, Aspergillus soya, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus tamari, Aspergillus luchuensis, Aspergillus usami, Aspergillus acreatus and Aspergillus cytoy are miso, soy sauce, It has an extensive track record in the production of sake, shochu and other brewed foods, citric acid, and amylase and other enzyme preparations, and is used industrially due to its high enzyme productivity and high reliability for safety over many years. It is a possible microorganism.

マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子は、宿主生物に導入して形質転換することにより、マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子タンパク質が発現して、形質転換体は宿主生物と異なる表現形質を呈するようになる。そこで、形質転換体において発現されるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子タンパク質が、宿主生物の生育条件によって不活化せず、選択マーカー機能を発揮するためには、マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子の由来生物は、形質転換すべき宿主生物と生育条件が近似するアスペルギルス属微生物であることが好ましい。 A selectable marker gene that can be used in the marker recycling method is introduced into a host organism and transformed to express a selectable marker gene protein that can be used in the marker recycling method. Will come to present. Therefore, a selectable marker gene protein that can be used in the marker recycling method expressed in the transformant can be used in the marker recycling method in order to exhibit the selection marker function without being inactivated by the growth conditions of the host organism. The organism from which the selectable marker gene is derived is preferably an Aspergillus microorganism that has similar growth conditions to the host organism to be transformed.

(宿主生物)
宿主生物としては、染色体上にマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子を有し、該選択マーカー遺伝子を欠損することにより、該選択マーカー遺伝子の機能が発揮し得るアスペルギルス属微生物であれば特に限定されない。ただし、アスペルギルス属微生物は、アスペルギルス・アクレアタス以外のアスペルギルス属微生物であることが好ましく、安全性や培養の容易性を加味すれば、アスペルギルス・ソーヤ、アスペルギルス・オリゼ、アスペルギルス・ニガー、アスペルギルス・タマリ、アスペルギルス・ルチュエンシス、アスペルギルス・ウサミ、アスペルギルス・サイトイ、アスペルギルス・ニデュランスなどのアスペルギルス属微生物であることがより好ましい。
(Host organism)
The host organism is particularly limited as long as it is a microorganism belonging to the genus Aspergillus that has a selectable marker gene that can be used for the marker recycling method on the chromosome and that can function by the selectable marker gene by deleting the selectable marker gene. Not. However, the microorganism of the genus Aspergillus is preferably an microorganism of the genus Aspergillus other than Aspergillus acreatus. -More preferred are Aspergillus microorganisms such as Luciensis, Aspergillus usami, Aspergillus cytoii, Aspergillus nidulans.

宿主生物は、野生株でもよいが、予め野生株を形質転換した形質転換体でもよい。宿主生物として利用される、予め野生株を形質転換した形質転換体は、特に限定されない。 The host organism may be a wild strain or a transformant obtained by transforming a wild strain in advance. The transformant previously transformed with a wild strain used as a host organism is not particularly limited.

例えば、アスペルギルス属微生物は相同組換え頻度が低い傾向にあることから、相同組換えで形質転換体を作製する場合には、非相同組換え機構に関与するKu70、Ku80などのタンパク質をコードするku遺伝子が抑制された形質転換アスペルギルス属微生物を使用することが好ましい。 For example, since Aspergillus microorganisms tend to have a low homologous recombination frequency, when a transformant is produced by homologous recombination, a ku encoding a protein such as Ku70 or Ku80 involved in the heterologous recombination mechanism. It is preferable to use transformed Aspergillus microorganisms whose genes are suppressed.

このようなku遺伝子の抑制は、当業者に公知の任意の方法で実施することができるが、例えば、ku遺伝子破壊ベクターを使用してku遺伝子を破壊することや、ku遺伝子のアンチセンス発現ベクターを利用するアンチセンスRNA法によって、ku遺伝子を不活化することなどによって達成可能である。また、Casヌクレアーゼと、ku遺伝子を標的としたガイドRNAとを利用したゲノム編集の手法によりku遺伝子を破壊することも可能である。こうして得られる形質転換アスペルギルス属微生物は、ku遺伝子の抑制に関する遺伝子操作が施される前の元のアスペルギルス属微生物と比較して、相同組換え頻度が顕著に上昇している。具体的には、少なくとも2倍、好ましくは少なくとも5倍、好ましくは少なくとも10倍、好ましくは少なくとも約50倍上昇している。 Such suppression of the ku gene can be performed by any method known to those skilled in the art. For example, the ku gene is disrupted using a ku gene disruption vector, or an antisense expression vector for the ku gene. This can be achieved, for example, by inactivating the ku gene by an anti-sense RNA method using the It is also possible to destroy the ku gene by a genome editing technique using Cas nuclease and a guide RNA targeting the ku gene. The transformed Aspergillus microorganism thus obtained has a significantly increased homologous recombination frequency compared to the original Aspergillus microorganism before genetic manipulation relating to suppression of the ku gene. Specifically, it is elevated at least 2 times, preferably at least 5 times, preferably at least 10 times, preferably at least about 50 times.

(形質転換体の一実施態様)
形質転換体の一実施態様は、宿主生物がアスペルギルス・ソーヤ、アスペルギルス・オリゼ、アスペルギルス・ニガー、アスペルギルス・タマリ、アスペルギルス・ルチュエンシス、アスペルギルス・ウサミ又はアスペルギルス・サイトイである、染色体上のpyrG遺伝子及びtrpC遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物であるが、これに限定されない。
(One embodiment of transformant)
One embodiment of the transformant is that the host organism is Aspergillus soja, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus tamari, Aspergillus luchuensis, Aspergillus usami or Aspergillus cytoii and trpC gene on the chromosome Although it is a transformed Aspergillus microorganism lacking a gene, it is not limited thereto.

(形質転換アスペルギルス属微生物の製造方法)
マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物の作製方法は特に限定されず、例えば、常法に従って、宿主生物の染色体上にあるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠落するように、又は該選択マーカー遺伝子の遺伝子座に外来核酸断片を挿入又は置換するようにして、マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子を欠損させる工程を含む方法などが挙げられる。該工程は相同組換えを利用して実施することが好ましい。
(Method for producing transformed Aspergillus microorganism)
A method for producing a transformed Aspergillus microorganism lacking a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method is not particularly limited. For example, a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method on the chromosome of the host organism according to a conventional method And a method including a step of deleting a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method by inserting or replacing a foreign nucleic acid fragment at the locus of the selectable marker gene. This step is preferably performed using homologous recombination.

相同組換えを利用する方法では、例えば、染色体上のマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子の上流領域及び下流領域と相同な相同組換え領域の間に、外来核酸断片を連結するように構築した核酸断片を宿主生物に導入して、相同組換えにより染色体上のマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子を外来核酸断片と置換する方法などが挙げられる。本明細書では、宿主生物を形質転換するために作製された核酸断片を形質転換用カセットとよぶ場合がある。外来核酸断片は、欠損させるべきマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子とは異なるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子であることが好ましい。 In the method using homologous recombination, for example, a foreign nucleic acid fragment is constructed to be linked between the homologous recombination region homologous to the upstream region and the downstream region of the selectable marker gene that can be used for the marker recycling method on the chromosome. For example, a method of introducing a selected nucleic acid fragment into a host organism and substituting a selection marker gene that can be used for a marker recycling method on a chromosome by homologous recombination with a foreign nucleic acid fragment, and the like. In the present specification, a nucleic acid fragment prepared for transforming a host organism may be referred to as a transformation cassette. The foreign nucleic acid fragment is preferably a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method different from the selectable marker gene that can be used in the marker recycling method to be deleted.

形質転換用カセットは、ループアウト領域を含むことが好ましい。ループアウト領域及び外来核酸断片を含む形質転換用カセットにおいて、ループアウト領域と同じ配列をもつ領域が、宿主生物の染色体上における相同組換えで導入可能な部位の上流又は下流にある場合は、相同組換えにより形質転換用カセットが宿主生物の染色体上に導入された後、ループアウト領域の上流又は下流にあるループアウト領域と相同な領域との間で相同組換えが起きることにより、導入した外来核酸断片をループアウトにより除去することができる。このような手段を講じることにより、選択マーカー遺伝子の遺伝子座に外来核酸断片を導入した後、外来核酸断片を除去した形質転換体を得ることができる。 The transformation cassette preferably contains a loop-out region. In a transformation cassette containing a loop-out region and a foreign nucleic acid fragment, homology is obtained if the region having the same sequence as the loop-out region is upstream or downstream of the site capable of being introduced by homologous recombination on the chromosome of the host organism. After the transformation cassette is introduced onto the chromosome of the host organism by recombination, homologous recombination occurs between the loopout region upstream or downstream of the loopout region and a homologous region, thereby introducing the introduced foreign Nucleic acid fragments can be removed by loop out. By taking such means, a transformant from which the foreign nucleic acid fragment has been removed after introducing the foreign nucleic acid fragment into the gene locus of the selectable marker gene can be obtained.

形質転換用カセットの一態様は、例えば、相同組換え領域の間にループアウト領域及び外来核酸断片を含む核酸断片である。該核酸断片は、アスペルギルス属微生物の染色体DNAを鋳型として、常法に従って、相同組換え上流領域、ループアウト領域及び相同組換え下流領域のDNA断片をポリメラーゼ連鎖反応(以下「PCR」と表記する)によりそれぞれ得た後、プラスミドpUC19のマルチクローニングサイトにあるIn−Fusion Cloning Siteに、相同組換え上流領域、ループアウト領域、外来核酸(DNA)断片及び相同組換え下流領域を順に連結させたコンストラクト用プラスミドを作製し、次いで得られたコンストラクト用プラスミドを鋳型DNAとしてPCRにより増幅することにより得ることができる。 One embodiment of the cassette for transformation is, for example, a nucleic acid fragment containing a loop-out region and a foreign nucleic acid fragment between homologous recombination regions. The nucleic acid fragment is obtained by polymerase chain reaction (hereinafter referred to as “PCR”) of DNA fragments in the upstream region of the homologous recombination, the loop-out region and the downstream region of the homologous recombination according to a conventional method using the chromosomal DNA of Aspergillus microorganisms as a template. For each of the constructs obtained by sequentially connecting the homologous recombination upstream region, the loopout region, the foreign nucleic acid (DNA) fragment, and the homologous recombination downstream region to the In-Fusion Cloning Site at the multicloning site of the plasmid pUC19. It can be obtained by preparing a plasmid and then amplifying it by PCR using the resulting plasmid for construction as a template DNA.

染色体DNAを抽出する方法は特に限定されないが、例えば、アスペルギルス属微生物を培養し、得られた菌体から水分を取り除き、液体窒素中で冷却しながら乳鉢などを用いて物理的に磨砕することにより細かい粉末状の菌体片とし、該菌体片から通常の方法により染色体DNA画分を抽出する。染色体DNA抽出操作には、DNeasy Plant Mini Kit(キアゲン社)などの市販の染色体DNA抽出キットが利用できる。 The method for extracting chromosomal DNA is not particularly limited. For example, culturing Aspergillus microorganisms, removing moisture from the obtained cells, and physically grinding them using a mortar while cooling in liquid nitrogen Thus, a fine powdery cell piece is obtained, and a chromosomal DNA fraction is extracted from the cell piece by a usual method. A commercially available chromosomal DNA extraction kit such as DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen) can be used for the chromosomal DNA extraction operation.

アスペルギルス属微生物の形質転換方法としては、当業者に知られる方法を適宜選択することができ、例えば、宿主生物のプロトプラストを調製した後に、ポリエチレングリコール及び塩化カルシウムを用いるプロトプラストPEG法(例えば、Mol.Gen.Genet.218、99−104、1989、特開2007−222055号公報などを参照)を用いることができる。アスペルギルス属微生物を再生させるための培地は、用いる宿主生物と欠損させる選択マーカー遺伝子や導入した外来核酸断片とに応じて適切なものを用いる。例えば、宿主生物としてアスペルギルス・ソーヤを用い、外来核酸断片として薬剤耐性遺伝子を用いた場合は、形質転換体の再生は、例えば、対応する薬剤を含む最少寒天培地を用いて行うことができる。 As a method for transforming Aspergillus microorganisms, a method known to those skilled in the art can be appropriately selected. For example, after preparing a protoplast of a host organism, a protoplast PEG method using polyethylene glycol and calcium chloride (for example, Mol. Gen. Genet. 218, 99-104, 1989, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-2222055, etc.) can be used. As a medium for regenerating Aspergillus microorganisms, an appropriate medium is used according to the host organism to be used, the selection marker gene to be deleted, and the introduced foreign nucleic acid fragment. For example, when Aspergillus soya is used as the host organism and a drug resistance gene is used as the foreign nucleic acid fragment, the transformant can be regenerated using, for example, a minimal agar medium containing the corresponding drug.

マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物が作製されたことの確認は、欠損したマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子の機能が認められる条件下で形質転換体を培養し、生育の有無を確認することにより行うことができる。例えば、欠損したマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子がtrpC遺伝子及びpyrG遺伝子である場合は、5−フルオロアントラニル酸(5−FAA)及び5−フルオロオロチン酸(5−FOA)の存在下での生育を確認することにより、形質転換アスペルギルス属微生物が作製されたことを確認することができる。 Confirmation that a transformed Aspergillus microorganism lacking the selectable marker gene that can be used in the marker recycling method was produced was obtained under the condition that the function of the selectable marker gene that can be used in the defective marker recycling method was confirmed. Can be performed by culturing and confirming the presence or absence of growth. For example, when the selection marker genes that can be used in the deficient marker recycling method are trpC gene and pyrG gene, in the presence of 5-fluoroanthranilic acid (5-FAA) and 5-fluoroorotic acid (5-FOA) By confirming the growth of, it can be confirmed that a transformed Aspergillus microorganism is produced.

また、形質転換アスペルギルス属微生物が作製されたことの確認は、形質転換体から染色体DNAを抽出し、これを鋳型としてPCRを行い、形質転換が起きた場合に増幅が可能なPCR産物が生じることを確認することにより行ってもよい。 In addition, confirmation that the transformed Aspergillus spp. Microorganism was produced is that a chromosomal DNA is extracted from the transformant, PCR is performed using this as a template, and a PCR product that can be amplified when transformation occurs occurs. You may carry out by confirming.

例えば、形質転換用カセットに組み込んだ相同組換え上流領域よりさらに上流に位置する領域に相補的なフォワードプライマーと、形質転換用カセットに組み込んだ相同組換え下流領域よりさらに下流に位置する領域に相補的なリバースプライマーとの組み合わせでPCRを行い、相同組換えが起きた場合に想定される長さの産物が生じることを確認することが好ましい。 For example, a forward primer complementary to a region located further upstream from the upstream region of homologous recombination incorporated in the transformation cassette and a region located further downstream from the downstream region of homologous recombination incorporated into the transformation cassette It is preferable to perform PCR in combination with a typical reverse primer and confirm that a product of the expected length is produced when homologous recombination occurs.

マーカーリサイクル法に利用可能な第1の選択マーカー遺伝子を欠損した形質転換体に対して、さらにマーカーリサイクル法に利用可能な第2の選択マーカー遺伝子を欠損させることにより、2種類のマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換体を作製することができる。この手順を繰り返すことにより、複数のマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換体を作製することができる。 By transforming a transformant lacking the first selectable marker gene that can be used in the marker recycling method, the second selectable marker gene that can be used in the marker recycling method is further deleted, so that two types of marker recycling methods can be obtained. A transformant lacking an available selectable marker gene can be prepared. By repeating this procedure, a transformant lacking a selectable marker gene that can be used in a plurality of marker recycling methods can be produced.

例えば、マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子がtrpC遺伝子及びpyrG遺伝子である場合、pyrG遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を宿主生物として、相同組換え領域の間にループアウト領域及びpyrG遺伝子を含む形質転換用カセットによりtrpC遺伝子を欠損するように形質転換し、さらに導入したpyrG遺伝子をループアウトにより除去することにより、trpC遺伝子及びpyrG遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物が得られる。pyrG遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物としては、例えば、特許第6261039号公報の実施例2の記載のアスペルギルス・ソーヤKP−del株などが挙げられる。 For example, when the selectable marker genes available for the marker recycling method are trpC gene and pyrG gene, a loop-out region and a pyrG gene between homologous recombination regions using a transformed Aspergillus microorganism lacking the pyrG gene as a host organism. Is transformed so as to lack the trpC gene, and the introduced pyrG gene is removed by loop-out, thereby obtaining a transformed Aspergillus microorganism lacking the trpC gene and the pyrG gene. Examples of transformed Aspergillus microorganisms lacking the pyrG gene include the Aspergillus soja KP-del strain described in Example 2 of Japanese Patent No. 626139.

形質転換アスペルギルス属微生物の作製方法の具体例として、特許第6261039号公報の実施例2の記載の方法が挙げられるが、これに限定されない。該方法によれば、アスペルギルス属微生物の野生株から自然変異により該栄養要求性遺伝子が不活性化された株を取得する。該栄養要求性遺伝子は欠損させるべきマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子であっても、そうでなくても、どちらでもよい。 Specific examples of the method for producing transformed Aspergillus microorganisms include, but are not limited to, the method described in Example 2 of Japanese Patent No. 6261039. According to this method, a strain in which the auxotrophic gene is inactivated by natural mutation is obtained from a wild strain of an Aspergillus microorganism. The auxotrophic gene may or may not be a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method to be deleted.

栄養要求性遺伝子が欠損させるべきマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子である場合は、該栄養要求性遺伝子をトリプトファン生合成遺伝子の遺伝子座に導入することにより、トリプトファン生合成遺伝子を欠損させ、次いで該栄養要求性遺伝子をループアウトにより除去することにより、染色体上の2種類のマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠損した、形質転換アスペルギルス属微生物が得られる。 If the auxotrophic gene is a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method to be deleted, the tryptophan biosynthesis gene is deleted by introducing the auxotrophy gene into the tryptophan biosynthesis gene locus, Subsequently, by removing the auxotrophic gene by loop-out, a transformed Aspergillus genus microorganism lacking a selectable marker gene that can be used for two types of marker recycling methods on the chromosome is obtained.

栄養要求性遺伝子が欠損させるべきマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子ではない場合は、例えば、該栄養要求性遺伝子をトリプトファン生合成遺伝子とは異なるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子の遺伝子座に導入することにより、トリプトファン生合成遺伝子とは異なるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子を欠損させ、次いでトリプトファン生合成遺伝子とは異なるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子をトリプトファン生合成遺伝子の遺伝子座に導入することにより、トリプトファン生合成遺伝子を欠損させ、次いで導入したトリプトファン生合成遺伝子とは異なるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子をループアウトにより除去することにより、染色体上の2種類のマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠損した、形質転換アスペルギルス属微生物が得られ得る。また、例えば、上記栄養要求性遺伝子をトリプトファン生合成遺伝子の遺伝子座に導入することにより、トリプトファン生合成遺伝子を欠損させ、次いでトリプトファン生合成遺伝子をトリプトファン生合成遺伝子とは異なるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子の遺伝子座に導入することにより、トリプトファン生合成遺伝子とは異なるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子を欠損させ、次いで導入したトリプトファン生合成遺伝子をループアウトにより除去することにより、染色体上の2種類のマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠損した、形質転換アスペルギルス属微生物が得られ得る。 If the auxotrophic gene is not a selectable marker gene that can be used for the marker recycling method to be deleted, for example, the gene of the selectable marker gene that can be used for the marker recycling method that is different from the tryptophan biosynthesis gene. By introducing into the locus, a selectable marker gene that can be used for a marker recycling method that is different from the tryptophan biosynthesis gene is deleted, and then a selectable marker gene that can be used for a marker recycling method that is different from the tryptophan biosynthesis gene is tryptophan biosynthesis By introducing the gene locus, the tryptophan biosynthesis gene is deleted, and then the selectable marker gene that can be used for the marker recycling method different from the introduced tryptophan biosynthesis gene is removed by loop-out. Ri, two selectable marker genes available marker Recycling Law on the chromosome deficient, can be obtained transformant Aspergillus microorganism. For example, by introducing the above auxotrophic gene into the tryptophan biosynthetic gene locus, the tryptophan biosynthetic gene can be deleted, and then the tryptophan biosynthetic gene can be used in a marker recycling method different from the tryptophan biosynthetic gene. By introducing the gene into a selectable marker gene locus, the selectable marker gene that can be used for the marker recycling method different from the tryptophan biosynthetic gene is deleted, and then the introduced tryptophan biosynthetic gene is removed by loop-out, A transformed Aspergillus microorganism can be obtained that lacks a selectable marker gene that can be used for two types of marker recycling methods on the chromosome.

本発明の別の一態様は、本発明の一態様である形質転換アスペルギルス属微生物の製造方法である。本発明の一態様の製造方法は、少なくとも下記の工程を含む。ただし、下記工程において、マーカーリサイクル法に利用可能な第1の選択マーカー遺伝子及び第2の選択マーカー遺伝子は、いずれか一方がトリプトファン生合成遺伝子であり、他方が栄養性物質の要求性を相補し、かつ、該栄養性物質のアナログからの毒性物質の生合成に関与する遺伝子である。
(1)染色体上のマーカーリサイクル法に利用可能な第1の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を、相同組換え領域の間にループアウト領域及び第1の選択マーカー遺伝子を含む核酸断片を用いて、染色体上のマーカーリサイクル法に利用可能な第2の選択マーカー遺伝子を標的として相同組換えすることにより、形質転換アスペルギルス属微生物を得る工程
(2)前記工程(1)で得られた形質転換アスペルギルス属微生物を、前記第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質の存在下で培養することにより、染色体上に前記第1の選択マーカー遺伝子が挿入され、かつ、染色体上の第2の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を選抜する工程
(3)前記工程(2)で選抜された形質転換アスペルギルス属微生物を、前記第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び栄養性物質のアナログ並びに前記第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質の存在下で培養することにより、染色体上の前記第1の選択マーカー遺伝子及び前記第2の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を選抜する工程
Another aspect of the present invention is a method for producing a transformed Aspergillus microorganism which is an aspect of the present invention. The production method of one embodiment of the present invention includes at least the following steps. However, in the following process, one of the first selectable marker gene and the second selectable marker gene that can be used in the marker recycling method is a tryptophan biosynthetic gene, and the other complements the requirement for a nutrient substance. And a gene involved in biosynthesis of a toxic substance from the analog of the nutrient substance.
(1) A nucleic acid fragment comprising a transformed Aspergillus microorganism lacking a first selectable marker gene that can be used for the marker recycling method on a chromosome, comprising a loopout region and a first selectable marker gene between homologous recombination regions (2) Obtaining transformed Aspergillus microorganisms by homologous recombination using a second selectable marker gene that can be used in the marker recycling method on chromosome as a target (2) obtained in the above step (1) By culturing the transformed Aspergillus microorganism in the presence of a nutritional substance corresponding to the second selectable marker gene, the first selectable marker gene is inserted on the chromosome, and the second selectable on the chromosome. Step (3) for selecting transformed Aspergillus microorganisms lacking the selection marker gene of (3) selected in the above step (2) By culturing the transformed Aspergillus microorganism in the presence of a nutrient substance corresponding to the first selectable marker gene and an analog of the nutrient substance and a nutrient substance corresponding to the second selectable marker gene, Selecting a transformed Aspergillus microorganism lacking the first selection marker gene and the second selection marker gene

(標的遺伝子の欠損方法)
本発明の一態様の形質転換アスペルギルス属微生物を利用すれば、形質転換アスペルギルス属微生物の染色体上の2種類又はそれ以上の標的遺伝子を同時的に、又は段階的に欠損させることができる。
(Target gene deletion method)
When the transformed Aspergillus microorganism of one embodiment of the present invention is used, two or more types of target genes on the chromosome of the transformed Aspergillus microorganism can be deleted simultaneously or stepwise.

本発明の別の一態様は、本発明の一態様の形質転換アスペルギルス属微生物の染色体上の2種類の標的遺伝子の欠損方法である。本発明の一態様の標的遺伝子の欠損方法は、少なくとも下記の工程(A)〜(B)を含む。ただし、下記工程において、マーカーリサイクル法に利用可能な第1の選択マーカー遺伝子及び第2の選択マーカー遺伝子は、いずれか一方がトリプトファン生合成遺伝子であり、他方が栄養性物質の要求性を相補し、かつ、該栄養性物質のアナログからの毒性物質の生合成に関与する遺伝子である。
(A)染色体上のマーカーリサイクル法に利用可能な第1の選択マーカー遺伝子及びマーカーリサイクル法に利用可能な第2の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を、第1の標的遺伝子に対する相同組換え領域の間にループアウト領域及び第1の選択マーカー遺伝子を含む第1の核酸断片及び第2の標的遺伝子に対する相同組換え領域の間にループアウト領域及び第2の選択マーカー遺伝子を含む第2の核酸断片を用いて、該第1の標的遺伝子及び該第2の標的遺伝子を標的として相同組換えすることにより、形質転換アスペルギルス属微生物を得る工程;及び、
(B)前記工程(A)で得られた形質転換アスペルギルス属微生物を、前記第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び前記第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質の非存在下で培養することにより、染色体上に前記第1の選択マーカー遺伝子及び前記第2の選択マーカー遺伝子が挿入された形質転換アスペルギルス属微生物を選抜する工程。
Another embodiment of the present invention is a method for deleting two types of target genes on the chromosome of the transformed Aspergillus microorganism of one embodiment of the present invention. The target gene deletion method of one embodiment of the present invention includes at least the following steps (A) to (B). However, in the following process, one of the first selectable marker gene and the second selectable marker gene that can be used in the marker recycling method is a tryptophan biosynthetic gene, and the other complements the requirement for a nutrient substance. And a gene involved in biosynthesis of a toxic substance from the analog of the nutrient substance.
(A) Homologous to a first target gene, a transformed Aspergillus microorganism lacking the first selectable marker gene that can be used for the marker recycling method on the chromosome and the second selectable marker gene that can be used for the marker recycling method A first nucleic acid fragment comprising a loopout region and a first selectable marker gene between recombination regions and a first nucleic acid fragment comprising a loopout region and a second selectable marker gene between homologous recombination regions for a second target gene; Using the nucleic acid fragment of 2 to obtain a transformed Aspergillus microorganism by homologous recombination using the first target gene and the second target gene as targets; and
(B) In the absence of the nutrient substance corresponding to the first selectable marker gene and the nutrient substance corresponding to the second selectable marker gene, the transformed Aspergillus genus microorganism obtained in the step (A) A step of selecting a transformed Aspergillus microorganism in which the first selection marker gene and the second selection marker gene are inserted on a chromosome by culturing in step (1).

本発明の一態様の標的遺伝子の欠損方法は、さらに下記の工程(C)を含むことが好ましい:
(C)前記工程(B)で選抜された形質転換アスペルギルス属微生物を、前記第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び該栄養性物質のアナログ並びに前記第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び該栄養性物質のアナログの存在下で培養することにより、染色体上の前記第1の選択マーカー遺伝子、前記第2の選択マーカー遺伝子、前記第1の標的遺伝子及び前記第2の標的遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を選抜する工程。
The target gene deletion method of one embodiment of the present invention preferably further includes the following step (C):
(C) The transformed Aspergillus microorganism selected in the step (B) corresponds to the nutrient substance corresponding to the first selectable marker gene, the analog of the nutrient substance, and the second selectable marker gene By culturing in the presence of a nutrient substance and an analogue of the nutrient substance, the first selectable marker gene, the second selectable marker gene, the first target gene, and the second target on a chromosome A step of selecting a transformed Aspergillus microorganism lacking the gene.

形質転換アスペルギルス属微生物の染色体上の2種類又はそれ以上の標的遺伝子を段階的に欠損させたければ、第1の標的遺伝子に対する第1の核酸断片、マーカーリサイクル法に利用可能な第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び該栄養性物質のアナログ、及びマーカーリサイクル法に利用可能な第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質を使用して上記工程(A)〜(C)を実施した後に、第2の標的遺伝子に対する第2の核酸断片、第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び該栄養性物質のアナログ、及び第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質を使用して上記工程(A)〜(C)を実施することなどをすればよい。また、工程(C)を第1の選択マーカー遺伝子を除去する工程と第2の選択マーカー遺伝子を除去する工程とに分けて段階的に行うこともできる。このような段階的な標的遺伝子の欠損方法もまた、本発明の一態様の標的遺伝子の欠損方法に包含される。 If two or more target genes on the chromosome of a transformed Aspergillus microorganism are desired to be deleted stepwise, a first nucleic acid fragment for the first target gene, a first selectable marker that can be used in the marker recycling method The above steps (A) to (C) are performed using a nutritional substance corresponding to the gene, an analog of the nutritional substance, and a nutritional substance corresponding to the second selection marker gene that can be used in the marker recycling method. After that, the second nucleic acid fragment for the second target gene, the nutrient substance corresponding to the second selectable marker gene and the analog of the nutrient substance, and the nutrient substance corresponding to the first selectable marker gene are used. And what is necessary is just to implement the said process (A)-(C). Further, the step (C) can be performed stepwise by dividing it into a step of removing the first selectable marker gene and a step of removing the second selectable marker gene. Such a stepwise target gene deletion method is also included in the target gene deletion method of one embodiment of the present invention.

(方法の具体例)
本発明の一態様の製造方法及び本発明の一態様の標的遺伝子の欠損方法の非限定的な具体例において、マーカーリサイクル法に利用可能な第1の選択マーカー遺伝子はpyrG遺伝子であり、第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質はウラシル/ウリジンであり、第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質のアナログは5−FOAであり、マーカーリサイクル法に利用可能な第2の選択マーカー遺伝子はtrpC遺伝子であり、第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質はトリプトファンであり、第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質のアナログは5−FAAである。
(Specific example of method)
In the non-limiting specific example of the production method of one embodiment of the present invention and the target gene deletion method of one embodiment of the present invention, the first selectable marker gene that can be used in the marker recycling method is a pyrG gene, The nutritional substance corresponding to the selection marker gene is uracil / uridine, the analog of the nutritional substance corresponding to the first selection marker gene is 5-FOA, and the second selection marker that can be used in the marker recycling method The gene is a trpC gene, the nutrient substance corresponding to the second selectable marker gene is tryptophan, and the analog of the nutrient substance corresponding to the second selectable marker gene is 5-FAA.

本発明の一態様の製造方法及び本発明の一態様の標的遺伝子の欠損方法の別の非限定的な具体例において、マーカーリサイクル法に利用可能な第1の選択マーカー遺伝子はtrpC遺伝子であり、第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質はトリプトファンであり、第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質のアナログは5−FAAであり、マーカーリサイクル法に利用可能な第2の選択マーカー遺伝子はpyrG遺伝子であり、第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質はウラシル/ウリジンであり、第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質のアナログは5−FOAである。 In another non-limiting example of the production method of one embodiment of the present invention and the target gene deletion method of one embodiment of the present invention, the first selectable marker gene that can be used in the marker recycling method is a trpC gene, The nutritional substance corresponding to the first selection marker gene is tryptophan, the analog of the nutritional substance corresponding to the first selection marker gene is 5-FAA, and the second selection marker that can be used in the marker recycling method The gene is a pyrG gene, the nutrient substance corresponding to the second selectable marker gene is uracil / uridine, and the analog of the nutrient substance corresponding to the second selectable marker gene is 5-FOA.

上記具体例において、5−FAAに耐性を有する株、5−FOAに耐性を有する株並びに5−FAA及び5−FOAに耐性を有する株の選抜の際に用いる5−FAA及び5−FOAの濃度がそれぞれ異なることは、本発明者によって初めて見出された知見である。5−FAA及び5−FOAに耐性を有する株の選抜の際に用いる5−FAA及び5−FOAの濃度は、それらを単独で用いる場合よりも小さい濃度であることが好ましい。5−FAAに耐性を有する株の選抜には、0.03%(w/v)〜0.05%(w/v)5−FAAを用いることが好ましい。5−FOAに耐性を有する株の選抜には、0.2%(w/v)〜0.4%(w/v)5−FOAを用いることが好ましい。5−FAA及び5−FOAに耐性を有する株の選抜には、0.005%(w/v)〜0.02%(w/v)5−FAA及び0.05%(w/v)〜0.15%(w/v)5−FOAを用いることが好ましい。 In the above specific examples, the concentrations of 5-FAA and 5-FOA used for selection of strains resistant to 5-FAA, strains resistant to 5-FOA, and strains resistant to 5-FAA and 5-FOA It is a finding for the first time by the present inventors that these are different. The concentrations of 5-FAA and 5-FOA used for selection of strains resistant to 5-FAA and 5-FOA are preferably lower than those used alone. For selection of a strain having resistance to 5-FAA, 0.03% (w / v) to 0.05% (w / v) 5-FAA is preferably used. For selection of a strain having resistance to 5-FOA, 0.2% (w / v) to 0.4% (w / v) 5-FOA is preferably used. For selection of strains resistant to 5-FAA and 5-FOA, 0.005% (w / v) to 0.02% (w / v) 5-FAA and 0.05% (w / v) to It is preferable to use 0.15% (w / v) 5-FOA.

本発明の一態様の標的遺伝子の欠損方法における標的遺伝子は特に限定されず、研究や調査の目的に応じて適宜設定すればよい。例えば、後述する実施例に記載があるとおり、宿主生物がアスペルギルス・ソーヤである場合、標的遺伝子をparp1遺伝子及びnph遺伝子として、これらの遺伝子が破壊された二重破壊株を得ることができる。 The target gene in the target gene deletion method of one embodiment of the present invention is not particularly limited, and may be appropriately set depending on the purpose of research or investigation. For example, as described in the Examples described later, when the host organism is Aspergillus soya, a double disruption strain in which these genes are disrupted can be obtained using the parp1 gene and the nph gene as target genes.

また、本発明の一態様の標的遺伝子の欠損方法を応用すると、1種類のマーカーリサイクル法に利用可能な遺伝子を用いるのみでは達成し得ないことが2種類のマーカーリサイクル法に利用可能な遺伝子を用いることで可能になる。例えば、pyrG遺伝子及びtrpC遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を用いて、ku遺伝子の遺伝子座にtrpC遺伝子を導入してku破壊株を作製する。この際、相同組換え領域の間にtrpC遺伝子を含む核酸断片を用いることができるのみでなく、trpC遺伝子の中程で互いに部分的に重複するように該断片を分割した形の2種の核酸断片を調製し、混合したものを、ku遺伝子破壊に用いることも可能である。次いで標的遺伝子としてプロテアーゼ遺伝子の遺伝子座にpyrG遺伝子を導入及び除去した後、必要に応じてさらに別のプロテアーゼ遺伝子座へのpyrG遺伝子の導入及び除去を繰り返した後、導入したtrpC遺伝子を除去してku遺伝子を復活させる。この際、ku遺伝子を部分的に重複させておくことでループアウトによりtrpC遺伝子の除去と共にku遺伝子を復活させることが可能である。得られたプロテアーゼ遺伝子破壊株に対して、所望のタンパク質を発現する遺伝子発現用カセットを非相同組換えでランダムに多コピー導入することにより、該タンパク質をプロテアーゼによる分解を防ぎながら高発現する株を得ることができる。 In addition, when the target gene deletion method of one embodiment of the present invention is applied, a gene that can be used for two types of marker recycling methods cannot be achieved only by using a gene that can be used for one type of marker recycling method. It becomes possible by using it. For example, using a transformed Aspergillus microorganism lacking the pyrG gene and trpC gene, the trpC gene is introduced into the locus of the ku gene to produce a ku disrupted strain. At this time, not only the nucleic acid fragment containing the trpC gene can be used between the homologous recombination regions, but also two kinds of nucleic acids in which the fragments are divided so as to partially overlap each other in the middle of the trpC gene. Fragments prepared and mixed can be used for ku gene disruption. Next, after introducing and removing the pyrG gene as a target gene into the locus of the protease gene, if necessary, the introduction and removal of the pyrG gene from another protease locus is repeated, and then the introduced trpC gene is removed. Restore the ku gene. At this time, by partially overlapping the ku gene, it is possible to restore the ku gene together with the removal of the trpC gene by loop-out. A gene expression cassette that expresses the desired protein is introduced into the resulting protease gene-disrupted strain at random by non-homologous recombination, so that a strain that highly expresses the protein while preventing degradation by the protease can be obtained. Obtainable.

本発明の一態様の製造方法及び本発明の一態様の標的遺伝子の欠損方法では、本発明の課題を解決し得る限り、上記した工程の前段若しくは後段又は工程中に、種々の工程や操作を加入することができる。 In the production method of one embodiment of the present invention and the method for deleting a target gene of one embodiment of the present invention, as long as the problems of the present invention can be solved, various steps and operations are performed before, after, or during the above-described steps. You can join.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発明の課題を解決し得る限り、本発明は種々の態様をとることができる。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples, and the present invention can take various modes as long as the problems of the present invention can be solved. .

本実施例で用いたプライマーを表2A〜表2Bに示す。なお、表中の配列のうち、小文字の配列は隣接する断片に連結するための付加配列を示す。 The primers used in this example are shown in Tables 2A to 2B. Of the sequences in the table, lower case sequences indicate additional sequences for ligation to adjacent fragments.

[例1.アスペルギルス・ソーヤにおけるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子としてのtrpC遺伝子の利用]
1.AstrpC破壊株の作製
(1−1)染色体DNAの抽出
150ml容量の三角フラスコにポリペプトンデキストリン培地(1%(w/v)ポリペプトン、2%(w/v)デキストリン、0.5%(w/v)KHPO、0.1%(w/v)NaNO、0.05%(w/v)MgSO・7HO、0.1%(w/v)カザミノ酸;pH6.0)を蒸留水で30ml調製し、アスペルギルス・ソーヤNBRC4239株の分生子を接種して30℃で一晩振とう培養した。
[Example 1. Use of the trpC gene as a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method in Aspergillus sojae]
1. Preparation of AsstrC disruption strain (1-1) Extraction of chromosomal DNA Polypeptone dextrin medium (1% (w / v) polypeptone, 2% (w / v) dextrin, 0.5% (w / v) in a 150 ml Erlenmeyer flask ) KH 2 PO 4 , 0.1% (w / v) NaNO 3 , 0.05% (w / v) MgSO 4 .7H 2 O, 0.1% (w / v) casamino acid; pH 6.0) Was prepared with distilled water, inoculated with conidia of Aspergillus soja NBRC4239 strain, and cultured with shaking at 30 ° C. overnight.

得られた培養液からろ過により菌体を回収し、ペーパータオルに挟んで水分を除き、予め液体窒素で冷却した乳鉢及び乳棒を用いて液体窒素で冷却しながら菌体を粉砕した。得られた粉砕菌体からDNeasy Plant Mini Kit(キアゲン社)を用いて染色体DNAを抽出した。 The bacterial cells were collected from the obtained culture broth by filtration, and the water was removed by sandwiching between paper towels. The bacterial cells were pulverized while being cooled with liquid nitrogen using a mortar and pestle previously cooled with liquid nitrogen. Chromosomal DNA was extracted from the obtained pulverized cells using DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen).

(1−2)AstrpC破壊用カセットを含むプラスミドの作製
プラスミドpUC19に、相同組換えのための上流領域1(As上流領域1)、ウリジン/ウラシル要求性を相補する形質転換マーカーであるpyrG遺伝子及び相同組換えのための下流領域1(As下流領域1)を順に連結させたコンストラクト用プラスミドを次のとおりに作製した。
(1-2) Preparation of Plasmid Containing AstrpC Disruption Cassette Plasmid pUC19, upstream region 1 for homologous recombination (As upstream region 1), pyrG gene which is a transformation marker that complements uridine / uracil requirement, and A plasmid for construction in which the downstream region 1 (As downstream region 1) for homologous recombination was sequentially ligated was prepared as follows.

As上流領域1、AspyrG遺伝子及びAs下流領域1を増幅するために、鋳型DNAとして上記(1−1)で得られたアスペルギルス・ソーヤNBRC4239株の染色体DNA、PCRの酵素としてQ5 Hot Start High−Fidelity 2X Master Mix(ニュー・イングランド・バイオラボ社)、装置としてT100サーマルサイクラー(バイオ・ラッド社)を使用して、酵素に添付されたプロトコールに従ってPCRを実施した。 In order to amplify the As upstream region 1, AspyrG gene and As downstream region 1, the chromosomal DNA of Aspergillus soja NBRC4239 obtained in the above (1-1) as a template DNA, and Q5 Hot Start High-Fidelity as a PCR enzyme Using 2X Master Mix (New England Biolabs) and T100 thermal cycler (Bio-Rad) as the device, PCR was performed according to the protocol attached to the enzyme.

As上流領域1、AspyrG遺伝子及びAs下流領域1を増幅するために使用したプライマー配列番号1〜6のプライマーである。増幅したDNA断片をQIAquick PCR Purification Kit(キアゲン社)を用いて精製した。 It is the primer of primer sequence number 1-6 used in order to amplify As upstream region 1, AspyrG gene, and As downstream region 1. The amplified DNA fragment was purified using QIAquick PCR Purification Kit (Qiagen).

pUC19は、In−Fusion HD Cloning Kit(クロンテック社)に付属されているpUC19 linearized Vectorを用いた。pUC19のマルチクローニングサイトにあるIn−Fusion Cloning Siteにて、増幅した3種のDNA断片を、上記したIn−Fusion HD Cloning Kitを使用して、キットに添付されたプロトコールに従って連結して、コンストラクト用プラスミドを得た。 As pUC19, pUC19 linearized Vector attached to In-Fusion HD Cloning Kit (Clontech) was used. Using the In-Fusion Cloning Site at the multi-cloning site of pUC19, the three DNA fragments amplified were ligated using the In-Fusion HD Cloning Kit described above according to the protocol attached to the kit, and used for construction. A plasmid was obtained.

得られたコンストラクト用プラスミドにより、コンピテントセルであるECOS Competent E.coli JM109(ニッポンジーン社)を、製造業者の指示に従って形質転換することにより、形質転換大腸菌を得た。 With the resulting plasmid for construct, ECOS Competent E., which is a competent cell. E. coli JM109 (Nippon Gene) was transformed according to the manufacturer's instructions to obtain transformed E. coli.

得られた形質転換大腸菌を、50μg/mlのアンピシリンを含むLB液体培地で37℃、一晩振とう培養した。培養後の培養液を遠心分離して菌体を回収した。得られた菌体について、FastGene Plasmid Mini Kit(日本ジェネティクス社)を用いて、キットに添付されたプロトコールに従ってプラスミドDNAを抽出した。 The obtained transformed E. coli was cultured overnight at 37 ° C. in an LB liquid medium containing 50 μg / ml ampicillin. The culture solution after the culture was centrifuged to recover the cells. About the obtained microbial cell, plasmid DNA was extracted according to the protocol attached to the kit using FastGene Plasmid Mini Kit (Nippon Genetics).

pUC19のマルチクローニングサイトに、As上流領域1−AspyrG−As下流領域1の配列が順に連結されたプラスミドを得た。得られたプラスミドをpTrpC_HRとした。 A plasmid was obtained in which the sequence of As upstream region 1-Aspir G-As downstream region 1 was linked in order to the multicloning site of pUC19. The obtained plasmid was designated as pTrpC_HR.

(1−3)AstrpC破壊用カセットの増幅
鋳型DNAとして上記(1−2)で得られたプラスミドpTrpC_HRを用いて、上記(1−2)の記載に準じてPCR及びPCR産物の精製を実施することによりAstrpC破壊用カセットを得た。使用したプライマーは配列番号7〜8のプライマーである。
(1-3) Using the plasmid pTrpC_HR obtained in (1-2) above as the amplification template DNA for the AstrpC disruption cassette, PCR and purification of the PCR product are performed according to the description in (1-2) above. As a result, a cassette for destroying AstrpC was obtained. The used primer is a primer of sequence number 7-8.

上記のようにして、As上流領域1−AspyrG−As下流領域1の配列が順に連結されたAstrpC破壊用カセットを得た。 As described above, an AsrpC destruction cassette in which the sequence of the As upstream region 1-AspyrG-As downstream region 1 was sequentially connected was obtained.

(1−4)アスペルギルス・ソーヤKP−del株の形質転換
宿主として、特許第6261039号公報の実施例2の記載に準じて、アスペルギルス・ソーヤNBRC4239株の染色体上のpyrG遺伝子及び遺伝子ターゲッティング効率の向上のために、非相同組換えに関与する遺伝子であるku70遺伝子を破壊したアスペルギルス・ソーヤKP−del株を作製した。AstrpC破壊用カセットを用いたアスペルギルス・ソーヤKP−del株の形質転換の概略を図2に示す。図2に示されているとおり、AstrpC破壊用カセットを用いて形質転換することにより、アスペルギルス・ソーヤKP−del株の染色体上のtrpC遺伝子の遺伝子座にpyrG遺伝子を導入して、trpC遺伝子が欠損し、かつ、pyrG遺伝子を有するAstrpC破壊株を作製した。
(1-4) Improvement of the pyrG gene and gene targeting efficiency on the chromosome of Aspergillus soja NBRC4239 strain as a transformed host of Aspergillus soja KP-del strain according to the description in Example 2 of Japanese Patent No. 6261039 Therefore, an Aspergillus soja KP-del strain in which the ku70 gene, which is a gene involved in non-homologous recombination, was disrupted was prepared. FIG. 2 shows an outline of transformation of Aspergillus soja KP-del strain using the AstrpC disruption cassette. As shown in FIG. 2, by transforming with the cassette for disrupting AstrpC, the pyrG gene is introduced into the locus of trpC gene on the chromosome of Aspergillus soja KP-del strain, and trpC gene is deficient. And an AstrpC disruption strain having a pyrG gene was prepared.

500ml容量の三角フラスコに20mM ウラシル及び20mM ウリジンを含むポリペプトンデキストリン液体培地 100mlに、アスペルギルス・ソーヤKP−del株の分生子を接種し、30℃で約20時間振とう培養を行った後、菌体を回収した。回収した菌体からプロトプラストを調製した。得られたプロトプラスト及び20μgのAstrpC破壊用カセットを用いて、プロトプラストPEG法により形質転換を行い、次いで1mM トリプトファン、0.5%(w/v)寒天及び1.2M ソルビトールを含むCzapek−Dox最少培地(ディフコ社;pH6)を用いて、30℃、5日間以上インキュベートし、コロニー形成能があるものとして形質転換アスペルギルス・ソーヤを得た。 Inoculate 100 ml of polypeptone dextrin liquid medium containing 20 mM uracil and 20 mM uridine into a 500 ml Erlenmeyer flask and inoculate the conidia of Aspergillus sojae KP-del strain, and after shaking culture at 30 ° C. for about 20 hours, the cells Was recovered. Protoplasts were prepared from the collected cells. The obtained protoplast and 20 μg of AstrpC disruption cassette were used for transformation by protoplast PEG method, and then Czapek-Dox minimal medium containing 1 mM tryptophan, 0.5% (w / v) agar and 1.2 M sorbitol (Difco; pH 6) was used, and incubated at 30 ° C. for 5 days or longer to obtain transformed Aspergillus soya as having colony-forming ability.

AstrpCが破壊された形質転換アスペルギルス・ソーヤは、AstrpC遺伝子の位置に挿入されたAspyrG遺伝子によって宿主のウラシル要求性が相補され、代わりにトリプトファン要求性になる。 In the transformed Aspergillus sojae in which AsrpC is disrupted, the host's uracil requirement is complemented by the AspyrG gene inserted at the AstrpC gene position, and instead it becomes tryptophan requirement.

(1−5)AstrpC破壊株の選抜
上記(1−2)に準じて抽出した形質転換アスペルギルス・ソーヤの染色体DNAを鋳型として、PCRで確認することにより、AstrpC遺伝子が破壊された株を選抜した。使用したプライマーは配列番号9〜12のプライマーである。
(1-5) Selection of AsstrC-disrupted strain A strain in which the AsstrC gene was disrupted was selected by confirming by PCR using the chromosomal DNA of transformed Aspergillus soja extracted according to (1-2) above as a template. . The used primer is a primer of sequence number 9-12.

上記のPCRを実施することにより、AstrpC遺伝子由来の692bpのPCR産物が生じず、破壊対象ではないAslig1遺伝子由来の439bpのPCR産物が生じたことをアガロース電気泳動により確認し、AstrpC破壊株を選抜した。 By performing the above PCR, it was confirmed by agarose electrophoresis that a 692 bp PCR product derived from the AsstrC gene was not generated, and a 439 bp PCR product derived from the Aslig1 gene that was not to be disrupted was generated, and an AsrpC disrupted strain was selected. did.

選抜したAstrpC破壊株について、PCR及びPCR産物の制限酵素消化処理を行うことにより、AstrpC破壊用カセットが相同組換えで導入されたことを確認した。使用したプライマーは配列番号13〜14のプライマーである。 The selected AstrC disruption strain was subjected to PCR and restriction enzyme digestion treatment of the PCR product to confirm that the AsrpC disruption cassette was introduced by homologous recombination. The used primer is a primer of sequence number 13-14.

AstrpC破壊株では、5.7kbのPCR産物が生じ、これをKpnIで消化することにより2.4kb、2.1kb及び1.2kbの断片が生じた。なお、宿主では、6.4kbのPCR産物が生じ、これをKpnIで消化することにより3.5kb及び2.9kbの断片が生じた。 In the AstrpC disruption strain, a 5.7 kb PCR product was generated, and digestion with KpnI resulted in fragments of 2.4 kb, 2.1 kb and 1.2 kb. In the host, a 6.4 kb PCR product was generated and digested with KpnI to generate 3.5 kb and 2.9 kb fragments.

(1−6)トリプトファン要求性の確認
AstrpC破壊用カセットが相同組換えで導入されていることを確認したAstrpC破壊株を、1mM トリプトファンを含む、又は含まないCzapek−Dox最少寒天培地のプレートにそれぞれ植菌して、30℃、4日間インキュベートし、トリプトファンを含む培地でのみ生育することを確認した。
(1-6) Confirmation of Tryptophan Requirement AstrpC disruption strains confirmed to have been introduced by homologous recombination with the AsrpC disruption cassette were placed on plates of Czapek-Dox minimal agar medium containing or not containing 1 mM tryptophan, respectively. It was inoculated, incubated at 30 ° C. for 4 days, and confirmed to grow only in a medium containing tryptophan.

(1−7)AstrpC破壊株の5−FAA耐性の確認
AstrpC破壊株及び対照としてアスペルギルス・ソーヤNBRC4239株を、0.04%(w/v)5−FAA及び1mM トリプトファンを含むポテトデキストロース寒天培地(日水製薬社)のプレートに植菌し、30℃、4日間インキュベートした。NBRC4239株は全く生育しなかったのに対し、AstrpC破壊株は生育した。これにより、AstrpC破壊株は5−FAAに耐性を示すことを確認した。なお、5−FAA(5−フルオロアントラニル酸;東京化成工業社)は、エタノールを用いて10%溶液を調製し、最終濃度が上記濃度になるように培地に添加して使用した。
(1-7) Confirmation of AstrpC-disrupted strain for 5-FAA resistance AstrpC-disrupted strain and Aspergillus soja NBRC4239 strain as a control, potato dextrose agar medium containing 0.04% (w / v) 5-FAA and 1 mM tryptophan ( Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.) was inoculated and incubated at 30 ° C. for 4 days. The NBRC4239 strain did not grow at all, while the AstrC disrupted strain grew. Thereby, it was confirmed that the AstrpC-disrupted strain showed resistance to 5-FAA. 5-FAA (5-fluoroanthranilic acid; Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used by preparing a 10% solution using ethanol and adding it to the medium so that the final concentration was the above concentration.

5−FAA濃度を0.02%(w/v)に変えて同様に行ったところ、AstrpC破壊株及びNBRC4239株はともに生育した。したがって、アスペルギルス・ソーヤに対して0.04%(w/v)5−FAAを用いることにより、AstrpC破壊株を選抜できることがわかった。 When the 5-FAA concentration was changed to 0.02% (w / v) in the same manner, both the AstrpC-disrupted strain and the NBRC4239 strain grew. Therefore, it was found that the AstrpC-disrupted strain can be selected by using 0.04% (w / v) 5-FAA against Aspergillus soya.

2.AstrpCマーカー遺伝子を用いた遺伝子破壊
(2−1)破壊対象遺伝子
破壊対象遺伝子として、アスペルギルス・ソーヤNBRC4239株の公開ゲノムデータベース(BioProject Accession:PRJDA60265)から、scaffold00063の3347080−3344733の領域に予測されるpoly(ADP−ribose) polymeraseの遺伝子を対象とすることにした。該遺伝子を、Asparp1遺伝子とした。
2. Gene disruption using AstrpC marker gene (2-1) As a gene to be disrupted, a poly predicted to be a region of 3347080-3344733 of scaffold00063 from the public genome database (BioProject Accession: PRJDA60265) of Aspergillus soja NBRC4239 strain (ADP-ribose) We decided to target the polymerase gene. This gene was designated as Asparp1 gene.

(2−2)Asparp1破壊用カセットを含むプラスミドの作製
上記(1−2)に記載の方法に準じて、プラスミドpUC19に、相同組換えのための上流領域2(As上流領域2)、ループアウトのための領域1(Asループアウト領域1)、AstrpC遺伝子及び相同組換えのための下流領域2(As下流領域2)を順に連結させたプラスミドpPARP1_LO_Trpを作製した。使用したプライマーは配列番号15〜22のプライマーである。
(2-2) Preparation of plasmid containing Asparp1 disruption cassette According to the method described in (1-2) above, plasmid pUC19 was subjected to upstream region 2 for homologous recombination (As upstream region 2), loop-out. Plasmid pPARP1_LO_Trp was prepared by linking region 1 for As (As loopout region 1), AstrpC gene and downstream region 2 for homologous recombination (As downstream region 2) in this order. The used primer is a primer of sequence number 15-22.

(2−3)Asparp1破壊用カセットの増幅
鋳型DNAとして上記(2−2)で得られたプラスミドpPARP1_LO_Trpを用いて、上記(1−3)の記載に準じてPCR及びPCR産物の精製を実施することにより、Asparp1破壊用カセットを得た。使用したプライマーは配列番号23〜24のプライマーである。
(2-3) Using the plasmid pPARP1_LO_Trp obtained in (2-2) above as the amplification template DNA for the Asparp1 disruption cassette, PCR and purification of the PCR product are performed according to the description in (1-3) above. As a result, an Asparp1 destruction cassette was obtained. The used primer is a primer of sequence number 23-24.

上記のようにして、As上流領域2−Asループアウト領域1−AstrpC−As下流領域2の配列が順に連結されたAsparp1破壊用カセットを得た。 As described above, an Asparp1 disruption cassette was obtained in which the sequence of As upstream region 2-As loopout region 1-AstrpC-As downstream region 2 was sequentially linked.

(2−4)Asparp1破壊株の作製
以下の手順により、Asparp1破壊株を作製した。なお、Asparp1破壊用カセットを用いたAstrpC破壊株の形質転換の概略を図3に示す。図3に示されているとおり、Asparp1破壊用カセットを用いて形質転換することにより、AstrpC破壊株の染色体上のparp1遺伝子の遺伝子座にtrpC遺伝子を導入して、parp1遺伝子が欠損し、かつ、trpC遺伝子を有する形質転換アスペルギルス・ソーヤを作製した。
(2-4) Production of Asparp1 Disrupted Strain An Asparp1 disrupted strain was prepared according to the following procedure. In addition, FIG. 3 shows an outline of transformation of an AstrpC disruption strain using an Asparp1 disruption cassette. As shown in FIG. 3, by transforming with an Asparp1 disruption cassette, the trpC gene is introduced into the locus of the parp1 gene on the chromosome of the AsrpC disruption strain, the parp1 gene is deleted, and A transformed Aspergillus sojae having the trpC gene was prepared.

500ml容量の三角フラスコに1mM トリプトファンを含むポリペプトンデキストリン液体培地 100mlに、AstrpC破壊株の分生子を接種し、30℃で約24時間振とう培養を行った後、菌体を回収した。回収した菌体からプロトプラストを調製した。得られたプロトプラスト及び20μgのAsparp1破壊用カセットを用いて、プロトプラストPEG法により形質転換を行い、次いで0.5%(w/v)寒天及び1.2M ソルビトールを含むCzapek−Dox最少培地を用いて、30℃、5日間以上インキュベートし、コロニー形成能があるものとして形質転換アスペルギルス・ソーヤを得た。 The conidia of the AsrpC-disrupted strain were inoculated into 100 ml of a polypeptone dextrin liquid medium containing 1 mM tryptophan in a 500 ml Erlenmeyer flask, and cultured after shaking at 30 ° C. for about 24 hours, and then the cells were collected. Protoplasts were prepared from the collected cells. The obtained protoplast and 20 μg of Asparp1 disruption cassette were used for transformation by protoplast PEG method, and then using Czapek-Dox minimal medium containing 0.5% (w / v) agar and 1.2 M sorbitol. Incubated at 30 ° C. for 5 days or longer to obtain transformed Aspergillus soya as having colony-forming ability.

Asparp1が破壊された形質転換アスペルギルス・ソーヤは、Asparp1遺伝子の位置に挿入されたAstrpC遺伝子によって宿主のトリプトファン要求性が相補されている。 In transformed Aspergillus soya with Asparp1 disrupted, the host tryptophan requirement is complemented by the AsstrpC gene inserted at the Asparp1 gene position.

(2−5)Asparp1破壊株の選抜
上記(1−5)の記載に準じて、形質転換株から染色体DNAを抽出してPCRで確認することにより、Asparp1遺伝子が破壊された株を選抜した。使用したプライマーは配列番号25〜28のプライマーである。
(2-5) Selection of Asparp1 Disrupted Strain According to the description in (1-5) above, a chromosomal DNA was extracted from the transformed strain and confirmed by PCR to select a strain in which the Asparp1 gene was disrupted. The used primer is a primer of sequence number 25-28.

上記のPCRを実施することにより、Asparp1遺伝子由来の460bpのPCR産物が生じず、破壊対象ではないAsPtefプロモーター由来の720bpのPCR産物が生じたことをアガロースゲル電気泳動により確認した。アガロースゲル電気泳動の結果を図4Aに示す。図4Aに示すとおり、形質転換株2、6及び7では、parp1遺伝子のPCR産物(PARP)が生じなかった。 By carrying out the above PCR, it was confirmed by agarose gel electrophoresis that a 460 bp PCR product derived from the Asparp1 gene was not generated and a 720 bp PCR product derived from the AsPtef promoter that was not subject to destruction was generated. The results of agarose gel electrophoresis are shown in FIG. 4A. As shown in FIG. 4A, in the transformants 2, 6, and 7, no PCR product (PARP) of the parp1 gene was generated.

選抜したAsparp1破壊株について、PCRを行うことにより、Asparp1破壊用カセットが相同組換えで導入されたことをアガロースゲル電気泳動により確認した。使用したプライマーは配列番号29〜30のプライマーである。 The selected Asparp1 disruption strain was subjected to PCR to confirm that the Asparp1 disruption cassette was introduced by homologous recombination by agarose gel electrophoresis. The used primer is a primer of sequence number 29-30.

アガロースゲル電気泳動の結果を図4Bに示す。図4Bに示すとおり、上記の形質転換株2、6及び7のうち、形質転換株2及び7では9.6kbのPCR産物が生じた。なお、宿主では、5.3kbのPCR産物が生じた。これにより、形質転換株2及び7(それぞれPARP_2及びPARP_7)をAsparp1破壊株とした。 The results of agarose gel electrophoresis are shown in FIG. 4B. As shown in FIG. 4B, among the transformants 2, 6 and 7, transformants 2 and 7 produced a 9.6 kb PCR product. In the host, a 5.3 kb PCR product was generated. Thus, transformants 2 and 7 (PARP_2 and PARP_7, respectively) were used as Asparp1-disrupted strains.

3.導入したAstrpCマーカー遺伝子の除去
(3−1)AstrpC除去株の確認
図5に概略を示すとおり、以下の手順により、Asparp1破壊株に導入したtrpC遺伝子をループアウトにより除去した、trpC遺伝子及びparp1遺伝子が除去された株を選抜した。
3. Removal of AsrpC marker gene introduced (3-1) Confirmation of AsrpC-removed strain As shown schematically in FIG. 5, the trpC gene and the parp1 gene were removed by loop-out of the trpC gene introduced into the Asparp1-disrupted strain as follows The strains from which the was removed were selected.

Asparp1破壊株の分生子を、1mM トリプトファン及び0.04%(w/v)5−FAAを含むポテトデキストロース寒天培地(日水製薬社)のプレートに塗沫し、30℃、4日間にてインキュベートした。図5に、塗沫したPARP_2及びPARP_7の分生子数、出現した耐性株数及びそれらから算出された耐性株出現頻度を示す。 Asparp1-disrupted conidia are smeared on a plate of potato dextrose agar (Nissui Pharmaceutical) containing 1 mM tryptophan and 0.04% (w / v) 5-FAA and incubated at 30 ° C. for 4 days. did. FIG. 5 shows the number of conidia sprayed PARP_2 and PARP_7, the number of resistant strains that appeared, and the frequency of resistant strains calculated from them.

生じた5−FAA耐性株から染色体DNAを抽出して配列番号29〜30のプライマーを用いてPCRを行うことにより、ループアウトが起きてAstrpCが除去されたAstrpC除去株であることをアガロースゲル電気泳動により確認した。PARP_7株より選抜した5−FAA耐性株7株を対象としたアガロースゲル電気泳動の結果を図6Aに示す。 Chromosomal DNA was extracted from the resulting 5-FAA-resistant strain and PCR was performed using the primers of SEQ ID NOs: 29 to 30 to determine that the strain was a AsrpC-removed strain in which loop-out occurred and AsrpC was removed. Confirmed by electrophoresis. FIG. 6A shows the results of agarose gel electrophoresis for seven 5-FAA resistant strains selected from the PARP_7 strain.

図6Aが示すととおり、ループアウトが起きることにより、想定どおりに、3.0kbのPCR産物が生じた。なお、ループアウトが起きない場合は、9.6kbのPCR産物を生じる。 As FIG. 6A shows, a loop-out resulted in a 3.0 kb PCR product as expected. If loopout does not occur, a 9.6 kb PCR product is generated.

また、AstrpC除去株から染色体DNAを抽出して、配列番号9〜12のプライマーを用いてPCRを行うことにより、AstrpC遺伝子由来の692bpのPCR産物が生じず、破壊対象ではないAslig1遺伝子由来の439bpのPCR産物が生じたことをアガロース電気泳動により確認した。PARP_7株より選抜した5−FAA耐性株7株を対象としたアガロースゲル電気泳動の結果を図6Bに示す。これらの7株をAstrpC除去株として選抜した。 Also, by extracting chromosomal DNA from the AsrpC-removed strain and performing PCR using the primers of SEQ ID NOs: 9 to 12, a 692 bp PCR product derived from the AsstrC gene is not generated, and 439 bp derived from the Aslig1 gene that is not a target for destruction. The occurrence of the PCR product was confirmed by agarose electrophoresis. FIG. 6B shows the results of agarose gel electrophoresis for seven 5-FAA resistant strains selected from the PARP_7 strain. These seven strains were selected as AstrC-removed strains.

(3−2)トリプトファン要求性の確認
選抜したAstrpC除去株を、1mM トリプトファンを含む、又は含まないCzapek−Dox最少寒天培地のプレートにそれぞれ植菌して、30℃、4日間インキュベートすることにより、AstrpC除去株は、トリプトファンを含む培地でのみ生育する、すなわちトリプトファン要求性であることを確認した。また、5−FAAを用いることにより、AstrpCが除去できることが示された。
(3-2) Confirmation of Tryptophan Requirement By inoculating the selected AsrpC-removed strain on a plate of Czapek-Dox minimal agar medium with or without 1 mM tryptophan, and incubating at 30 ° C. for 4 days, It was confirmed that the AsrpC-removed strain grows only in a medium containing tryptophan, that is, it is tryptophan-requiring. It was also shown that AstrpC can be removed by using 5-FAA.

[例2.アスペルギルス・オリゼにおけるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子としてのtrpC遺伝子の利用]
1.AotrpC破壊株の作製
例1と同様にして、アスペルギルス・オリゼRIB40株の染色体DNAを鋳型として、相同組換えのための上流領域1(Ao上流領域1)及び相同組換えのための下流領域1(Ao下流領域1)のDNA断片を得た後、プラスミドpUC19に、Ao上流領域1、AspyrG遺伝子及びAo下流領域1を順に連結させたコンストラクト用プラスミドpAoTrpC_HRを作製した。使用したプライマーは配列番号31〜34のプライマーである。
[Example 2. Use of the trpC gene as a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method in Aspergillus oryzae]
1. In the same manner as in Production Example 1 of AotrpC-disrupted strain, using the chromosomal DNA of Aspergillus oryzae RIB40 strain as a template, upstream region 1 for homologous recombination (Ao upstream region 1) and downstream region 1 for homologous recombination ( After obtaining the DNA fragment of the Ao downstream region 1), a plasmid for construction pAoTrpC_HR was constructed in which the Ao upstream region 1, the AspyrG gene, and the Ao downstream region 1 were sequentially ligated to the plasmid pUC19. The used primer is a primer of sequence number 31-34.

次いで、例1と同様にして、鋳型DNAとしてプラスミドpAoTrpC_HRを用いて、AotrpC破壊用カセットを増幅した。使用したプライマーは配列番号35〜36のプライマーである。 Next, in the same manner as in Example 1, the AotrpC disruption cassette was amplified using the plasmid pAoTrpC_HR as the template DNA. The used primer is a primer of sequence number 35-36.

上記のようにして、Ao上流領域1−AspyrG−Ao下流領域1の配列が順に連結されたAotrpC破壊用カセットを得た。 As described above, an AotrpC disruption cassette in which the sequences of the Ao upstream region 1-AspirrG-Ao downstream region 1 were sequentially connected was obtained.

AotrpC破壊株を作製するための宿主として、特許第5704609号公報に記載があるとおりの、アスペルギルス・オリゼRkuN16ptr1株(Mol.Genet.Genomics,275:460,2006, Biosci.Biotechnol.Biochem,70:135,2006)を用いた。なお、RkuN16ptr1株ではpyrG遺伝子及びku70遺伝子が破壊してある。 As a host for producing an AotrpC-disrupted strain, Aspergillus oryzae RkuN16ptr1 strain (Mol. Genet. Genomics, 275: 460, 2006, Biosci. Biotechnol. Biochem, 70: 135, as described in Japanese Patent No. 5704609. , 2006). In the RkuN16ptr1 strain, the pyrG gene and the ku70 gene are disrupted.

500ml容量の三角フラスコに10mM ウラシルを含むポリペプトンデキストリン液体培地100mlに、アスペルギルス・オリゼRkuN16ptr1株の分生子を接種し、30℃で約20時間振とう培養を行った後、菌体を回収した。回収した菌体からプロトプラストを調製した。得られたプロトプラスト及び20μgのAotrpC破壊用カセットを用いて、プロトプラストPEG法により形質転換を行い、次いで1mM トリプトファン、0.5%(w/v)寒天及び1.2M ソルビトールを含むCzapek−Dox最少培地を用いて、30℃、5日間以上インキュベートし、コロニー形成能があるものとして形質転換アスペルギルス・オリゼを得た。 A conidia of Aspergillus oryzae RkuN16ptr1 strain was inoculated into 100 ml of a polypeptone dextrin liquid medium containing 10 mM uracil in a 500 ml Erlenmeyer flask, and after shaking culture at 30 ° C. for about 20 hours, the cells were collected. Protoplasts were prepared from the collected cells. The obtained protoplast and 20 μg of AotrpC disruption cassette were used for transformation by the protoplast PEG method, and then Czapek-Dox minimal medium containing 1 mM tryptophan, 0.5% (w / v) agar and 1.2 M sorbitol Was used and incubated at 30 ° C. for 5 days or longer to obtain transformed Aspergillus oryzae having colony-forming ability.

AotrpCが破壊された形質転換アスペルギルス・オリゼは、AotrpC遺伝子の位置に挿入されたAspyrG遺伝子によって宿主のウラシル/ウリジン要求性が相補され、代わりにトリプトファン要求性になる。 In transformed Aspergillus oryzae in which AotrpC is disrupted, the host's uracil / uridine requirement is complemented by the AspyrG gene inserted at the position of the AotrpC gene, and instead it becomes tryptophan requirement.

次いで、例1と同様にして、形質転換アスペルギルス・オリゼの染色体DNAを鋳型として、PCRで確認することにより、AotrpC遺伝子が破壊された株を選抜した。使用したプライマーは配列番号9〜10及び37〜38のプライマーである。 Then, in the same manner as in Example 1, a strain in which the AotrpC gene was disrupted was selected by confirming by PCR using the chromosomal DNA of transformed Aspergillus oryzae as a template. The used primer is a primer of sequence number 9-10 and 37-38.

上記のPCRを実施することにより、AotrpC遺伝子由来の692bpのPCR産物が生じず、破壊対象ではないAolig1遺伝子由来の462bpのPCR産物が生じたことをアガロース電気泳動により確認し、AotrpC破壊株を選抜した。 By carrying out the above PCR, it was confirmed by agarose electrophoresis that a 692 bp PCR product derived from the AotrpC gene was not generated and a 462 bp PCR product derived from the Aolig1 gene that was not subject to destruction was generated, and an AotrpC disrupted strain was selected. did.

選抜したAotrpC破壊株について、PCR及びPCR産物の制限酵素消化処理を行うことにより、AotrpC破壊用カセットが相同組換えで導入されたことを確認した。使用したプライマーは配列番号14及び39のプライマーである。 The selected AotrpC disruption strain was subjected to PCR and restriction enzyme digestion of the PCR product to confirm that the AotrpC disruption cassette was introduced by homologous recombination. The primers used are those of SEQ ID NOs: 14 and 39.

AotrpC破壊株では、5.7kbのPCR産物が生じ、これをKpnIで消化することにより2.5kb、2.1kb及び1.2kbの断片が生じた。なお、宿主では、6.3kbのPCR産物が生じ、これをKpnIで消化することにより3.5kb及び2.8kbの断片が生じた。 In the AotrpC disruption strain, a 5.7 kb PCR product was generated, and digestion with KpnI resulted in 2.5 kb, 2.1 kb and 1.2 kb fragments. In the host, a 6.3 kb PCR product was produced, and digesting this with KpnI produced 3.5 kb and 2.8 kb fragments.

AotrpC破壊用カセットが相同組換えで導入されていることを確認したAotrpC破壊株を、1mM トリプトファンを含む、又は含まないCzapek−Dox最少寒天培地のプレートにそれぞれ植菌して、30℃、5日間インキュベートし、トリプトファンを含む培地でのみ生育することを確認した。 AotrpC disruption strains confirmed to have introduced the AotrpC disruption cassette by homologous recombination were inoculated on plates of Czapek-Dox minimal agar medium with or without 1 mM tryptophan at 30 ° C. for 5 days. It was incubated and confirmed to grow only in a medium containing tryptophan.

AotrpC破壊株及び対照としてアスペルギルス・オリゼRIB40株を、0.12%(w/v)5−FAA及び1mM トリプトファンを含むサブローデキストロース寒天培地(BD社)のプレートに植菌し、30℃、4日間インキュベートした。RIB40株は全く生育しなかったのに対し、AotrpC破壊株は生育した。これにより、AotrpC破壊株は5−FAAに耐性を示すことを確認した。 An AotrpC-disrupted strain and an Aspergillus oryzae RIB40 strain as a control were inoculated on a plate of Sabouraud dextrose agar medium (BD) containing 0.12% (w / v) 5-FAA and 1 mM tryptophan at 30 ° C. for 4 days. Incubated. The RIB40 strain did not grow at all, whereas the AotrpC disrupted strain grew. Thereby, it was confirmed that the AotrpC-disrupted strain showed resistance to 5-FAA.

また、5−FAA濃度を0.1%(w/v)に変えて同様に行ったところ、AotrpC破壊株及びRIB40株はともに生育した。したがって、アスペルギルス・オリゼに対して0.12%(w/v)5−FAAを用いることにより、AotrpC破壊株が選抜できることがわかった。 When the 5-FAA concentration was changed to 0.1% (w / v) in the same manner, both the AotrpC disrupted strain and the RIB40 strain grew. Therefore, it was found that an AotrpC-disrupted strain can be selected by using 0.12% (w / v) 5-FAA against Aspergillus oryzae.

2.AotrpCマーカー遺伝子を用いた遺伝子破壊
破壊対象遺伝子として、アスペルギルス・オリゼRIB40株の公開ゲノムデータベース(BioProject Accession:PRJNA20809)から、SC102の1456616−1457378の領域にある機能不明の予測遺伝子を用いた。該遺伝子を、AohypGとした。
2. As a gene disruption target gene using the AotrpC marker gene, a predicted gene with unknown function in the region of 1456616-1457378 of SC102 from the public genome database (BioProject Accession: PRJNA20809) of Aspergillus oryzae RIB40 strain was used. This gene was designated as AohypG.

例1と同様にして、アスペルギルス・オリゼRIB40株の染色体DNAを鋳型として、相同組換えのための上流領域2(Ao上流領域2)、AotrpC遺伝子、ループアウトのための領域(Aoループアウト領域1)及び相同組換えのための下流領域2(Ao下流領域2)のDNA断片を得た後、プラスミドpUC19に、Ao上流領域2、AotrpC遺伝子、Aoループアウト領域1及びAo下流領域2を順に連結させたコンストラクト用プラスミドpAoHypG_LO_TrpCを作製した。使用したプライマーは配列番号20及び40〜46のプライマーである。 In the same manner as in Example 1, using the chromosomal DNA of Aspergillus oryzae RIB40 strain as a template, upstream region 2 for homologous recombination (Ao upstream region 2), AotrpC gene, region for loopout (Ao loopout region 1) ) And downstream region 2 (Ao downstream region 2) for homologous recombination, and then ligated to plasmid pUC19 in sequence Ao upstream region 2, AotrpC gene, Ao loopout region 1 and Ao downstream region 2 The constructed plasmid pAoHypG_LO_TrpC for construction was prepared. The used primer is a primer of sequence number 20 and 40-46.

例1と同様にして、鋳型DNAとして上記で得られたプラスミドpAoHypG_LO_TrpCを用いて、AohypG破壊用カセットを得た。使用したプライマーは配列番号47〜48のプライマーである。 In the same manner as in Example 1, using the plasmid pAoHypG_LO_TrpC obtained above as a template DNA, an AohypG disruption cassette was obtained. The used primer is a primer of sequence number 47-48.

上記のようにして、Ao上流領域2−AotrpC−Aoループアウト領域1−Ao下流領域2の配列が順に連結されたAohypG破壊用カセットを得た。 As described above, an AohypG disruption cassette in which the sequences of the Ao upstream region 2-AotrpC-Ao loop-out region 1-Ao downstream region 2 were sequentially connected was obtained.

以下の手順により、AohypG破壊株を作製した。なお、AohypG破壊用カセットを用いたAotrpC破壊株の形質転換の概略を図7に示す。図7に示されているとおり、AohypG破壊用カセットを用いて形質転換することにより、AotrpC破壊株の染色体上のhypG遺伝子の遺伝子座にtrpC遺伝子を導入して、hypG遺伝子が欠損し、かつ、trpC遺伝子を有する形質転換アスペルギルス・オリゼを作製した。 An AohypG disrupted strain was prepared by the following procedure. An outline of transformation of the AotrpC disruption strain using the AohypG disruption cassette is shown in FIG. As shown in FIG. 7, by transforming with an AohypG disruption cassette, the trpC gene is introduced into the locus of the hypG gene on the chromosome of the AotrpC disruption strain, the hypG gene is deleted, and A transformed Aspergillus oryzae having the trpC gene was prepared.

500ml容量の三角フラスコにおける1mM トリプトファンを含むポテトデキストロース液体培地(BD社)100mlに、アスペルギルス・オリゼAotrpC破壊株の分生子を接種し、30℃で約24時間振とう培養を行った後、菌体を回収した。回収した菌体からプロトプラストを調製した。得られたプロトプラスト及び20μgのAohypG破壊用カセットを用いて、プロトプラストPEG法により形質転換を行い、次いで0.5%(w/v)寒天及び1.2Mソルビトールを含むCzapek−Dox最少培地を用いて、30℃、5日間以上インキュベートし、コロニー形成能があるものとして形質転換アスペルギルス・オリゼを得た。 Inoculate 100 ml of potato dextrose liquid medium (BD) containing 1 mM tryptophan in a 500 ml Erlenmeyer flask with the conidia of Aspergillus oryzae AotrpC disrupted strain, and perform shaking culture at 30 ° C. for about 24 hours. Was recovered. Protoplasts were prepared from the collected cells. Using the obtained protoplast and 20 μg of AohypG disruption cassette, transformation was performed by protoplast PEG method, and then using Czapek-Dox minimal medium containing 0.5% (w / v) agar and 1.2 M sorbitol. Incubated at 30 ° C. for 5 days or longer to obtain transformed Aspergillus oryzae having colony-forming ability.

AohypGが破壊された形質転換アスペルギルス・オリゼは、AohypG遺伝子の位置に挿入されたAotrpC遺伝子によって宿主のトリプトファン要求性が相補されている。 In transformed Aspergillus oryzae in which AohypG is disrupted, the host tryptophan requirement is complemented by the AotrpC gene inserted at the position of the AohypG gene.

例1と同様にして、形質転換株から染色体DNAを抽出してPCRで確認することにより、AohypG遺伝子が破壊された株を選抜した。使用したプライマーは配列番号37〜38及び49〜50のプライマーである。 In the same manner as in Example 1, chromosomal DNA was extracted from the transformed strain and confirmed by PCR to select a strain in which the AohypG gene was disrupted. The primers used are those of SEQ ID NOs: 37-38 and 49-50.

上記のPCRを実施することにより、AohypG遺伝子由来の702bpのPCR産物が生じず、破壊対象ではないAolig1由来の462bpのPCR産物が生じたことをアガロース電気泳動により確認し、AohypG破壊株を選抜した。 By carrying out the above PCR, it was confirmed by agarose electrophoresis that a 702 bp PCR product derived from the AohypG gene was not generated and a 462 bp PCR product derived from Aolig1 that was not the target of destruction was generated, and an AohypG disrupted strain was selected. .

選抜したAohypG破壊株について、PCRを行うことにより、AohypG破壊用カセットが相同組換えで導入されたことを確認した。使用したプライマーは配列番号51〜52のプライマーである。 The selected AohypG disruption strain was subjected to PCR to confirm that the AohypG disruption cassette was introduced by homologous recombination. The used primer is a primer of sequence number 51-52.

AohypG破壊株では、8.6kbのPCR産物が生じた。なお、宿主では、4.3kbのPCR産物が生じた。 In the AohypG disruption strain, an 8.6 kb PCR product was generated. In the host, a 4.3 kb PCR product was generated.

3.導入したAotrpCマーカー遺伝子の除去
図8に概略を示すとおり、以下の手順により、AohypG破壊株に導入したtrpC遺伝子をループアウトにより除去した、trpC遺伝子及びhypG遺伝子が除去された株を選抜した。
3. Removal of AotrpC Marker Gene Introduced As schematically shown in FIG. 8, a strain from which trpC gene and hypG gene were removed from which trpC gene introduced into AohypG disrupted strain was removed by loop-out was selected by the following procedure.

AohypG破壊株の分生子を、1mM トリプトファン及び0.12%(w/v)5−FAAを含むサブローデキストロース寒天培地(BD社)のプレートに塗沫し、30℃、5日間以上インキュベートした。 The conidia of the AohypG-disrupted strain were smeared on a plate of Sabouraud dextrose agar medium (BD) containing 1 mM tryptophan and 0.12% (w / v) 5-FAA, and incubated at 30 ° C. for 5 days or more.

生じた5−FAA耐性株から染色体DNAを抽出して配列番号51〜52のプライマーを用いてPCRを行うことにより、ループアウトが起きてAotrpCが除去されたAotrpC除去株であることをアガロースゲル電気泳動により確認した。生じた5−FAA耐性株6株を対象にしたアガロースゲル電気泳動の結果を図9Aに示す。 Chromosomal DNA is extracted from the resulting 5-FAA-resistant strain and PCR is performed using the primers of SEQ ID NOs: 51 to 52, so that it is determined that the AotrpC-removed strain has a loopout and AotrpC has been removed. Confirmed by electrophoresis. FIG. 9A shows the results of agarose gel electrophoresis for the resulting 5-FAA resistant strain.

図9Aが示すとおり、いずれの5−FAA耐性株においても、ループアウトが起きることにより、想定どおりに、2.7kbの産物が生じた。なお、ループアウトが起きない場合は、8.6kbのPCR産物を生じる。 As shown in FIG. 9A, in any 5-FAA resistant strain, a loop-out occurred to produce a 2.7 kb product as expected. If loopout does not occur, an 8.6 kb PCR product is generated.

また、5−FAA耐性株から染色体DNAを抽出して、配列番号9〜10及び37〜38のプライマーを用いてPCRを行うことにより、AotrpC遺伝子由来の692bpのPCR産物が生じず、破壊対象ではないAolig1遺伝子由来の462bpのPCR産物が生じたことをアガロース電気泳動により確認した。5−FAA耐性株6株を対象としたアガロースゲル電気泳動の結果を図9Bに示す。これらの6株をAotrpC除去株として選抜した。 Also, by extracting chromosomal DNA from a 5-FAA resistant strain and performing PCR using the primers of SEQ ID NOs: 9 to 10 and 37 to 38, a 692 bp PCR product derived from the AotrpC gene does not occur, and It was confirmed by agarose electrophoresis that a 462 bp PCR product derived from a non-Aolig1 gene was generated. The results of agarose gel electrophoresis for 6 5-FAA resistant strains are shown in FIG. 9B. These 6 strains were selected as AotrpC-removed strains.

また、例1と同様の方法によって、AotrpC除去株は、トリプトファンを含む培地でのみ生育する、すなわちトリプトファン要求性であることを確認した。また、5−FAAを用いることにより、AotrpCが除去できることが示された。 In addition, it was confirmed by the same method as in Example 1 that the AotrpC-removed strain grows only in a medium containing tryptophan, that is, is tryptophan-requiring. Moreover, it was shown that AotrpC can be removed by using 5-FAA.

[例3.アスペルギルス・ニガーにおけるマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子としてのtrpC遺伝子の利用]
1.AntrpC破壊株の作製
例1と同様にして、アスペルギルス・ニガーA1179株(ΔkusA、pyrG−;Fungal Genetics Stock Centerから入手)の染色体DNAを鋳型として、相同組換えのための上流領域1(An上流領域1)及び相同組換えのための下流領域1(An下流領域1)のDNA断片を得た後、プラスミドpUC19に、An上流領域1、AspyrG遺伝子及びAn下流領域1を順に連結させたコンストラクト用プラスミドpAnTrpC_HRを作製した。使用したプライマーは配列番号53〜56のプライマーである。
[Example 3. Use of the trpC gene as a selectable marker gene that can be used in the marker recycling method in Aspergillus niger]
1. In the same manner as in Production Example 1 of AntrpC-disrupted strain, upstream region 1 (An upstream region) for homologous recombination using chromosomal DNA of Aspergillus niger A1179 strain (ΔkusA, pyrG-; obtained from Fungal Genetics Stock Center) as a template 1) and a plasmid for construct in which a DNA fragment of downstream region 1 (An downstream region 1) for homologous recombination is obtained, and then an upstream region 1, AspyrG gene, and An downstream region 1 are sequentially ligated to plasmid pUC19. pAnTrpC_HR was prepared. The used primer is a primer of sequence number 53-56.

次いで、例1と同様にして、鋳型DNAとしてプラスミドpAnTrpC_HRを用いて、AntrpC破壊用カセットを増幅した。使用したプライマーは配列番号57〜58のプライマーである。 Then, in the same manner as in Example 1, the AntrpC disruption cassette was amplified using the plasmid pAnTrpC_HR as the template DNA. The used primer is a primer of sequence number 57-58.

上記のようにして、An上流領域1−AspyrG−An下流領域1の配列が順に連結されたAntrpC破壊用カセットを得た。 As described above, an AntrpC disruption cassette in which the sequences of the An upstream region 1-AspirG-An downstream region 1 were sequentially connected was obtained.

500ml容量の三角フラスコの中に10mM ウラシル及び10mM ウリジンを含むポテトデキストロース液体培地(BD社)100mlに、アスペルギルス・ニガーA1179株の分生子を接種し、30℃で約16時間振とう培養を行った後、菌体を回収した。回収した菌体からプロトプラストを調製した。得られたプロトプラスト及び20μgのAntrpC破壊用カセットを用いて、プロトプラストPEG法により形質転換を行い、次いで1mM トリプトファン、0.5%(w/v)寒天及び1.2M ソルビトールを含むCzapek−Dox最少培地を用いて、30℃、4日間以上インキュベートし、コロニー形成能があるものとして形質転換アスペルギルス・ニガーを得た。 In a 500 ml Erlenmeyer flask, 100 ml of potato dextrose liquid medium (BD) containing 10 mM uracil and 10 mM uridine was inoculated with conidia of Aspergillus niger A1179 strain, and cultured with shaking at 30 ° C. for about 16 hours. Thereafter, the cells were collected. Protoplasts were prepared from the collected cells. The resulting protoplast and 20 μg of AntrpC disruption cassette were used for transformation by protoplast PEG method, and then Czapek-Dox minimal medium containing 1 mM tryptophan, 0.5% (w / v) agar and 1.2 M sorbitol Was used and incubated at 30 ° C. for 4 days or longer to obtain transformed Aspergillus niger as having colony-forming ability.

AntrpCが破壊された形質転換アスペルギルス・ニガーは、AntrpC遺伝子の位置に挿入されたAspyrG遺伝子によって宿主のウラシル要求性が相補され、代わりにトリプトファン要求性になる。 In transformed Aspergillus niger in which AntrpC is disrupted, the host's uracil requirement is complemented by the AspyrG gene inserted at the location of the AntrpC gene, and instead it becomes tryptophan requirement.

次いで、例1と同様にして、形質転換アスペルギルス・ニガーの染色体DNAを鋳型として、PCRで確認することにより、AntrpC遺伝子が破壊された株を選抜した。使用したプライマーは配列番号59〜62のプライマーである。 Then, in the same manner as in Example 1, a strain in which the AntrpC gene was disrupted was selected by confirming by PCR using the chromosomal DNA of transformed Aspergillus niger as a template. The used primer is a primer of sequence number 59-62.

上記のPCRを実施することにより、AntrpC遺伝子由来の420bpのPCR産物が生じず、導入されたAspyrG遺伝子由来の862bpのPCR産物が生じたことをアガロース電気泳動により確認し、AntrpC破壊株を選抜した。 By performing the above PCR, it was confirmed by agarose electrophoresis that a 420 bp PCR product derived from the AntrpC gene was not generated, and a 862 bp PCR product derived from the introduced AspyrG gene was generated, and an AntrpC disruption strain was selected. .

選抜したAntrpC破壊株について、PCR及びPCR産物の制限酵素消化処理を行うことにより、AntrpC破壊用カセットが相同組換えで導入されたことを確認した。使用したプライマーは配列番号63〜64のプライマーである。 The selected AntrpC-disrupted strain was subjected to PCR and restriction enzyme digestion of the PCR product to confirm that the AntrpC disruption cassette was introduced by homologous recombination. The used primer is a primer of sequence number 63-64.

AntrpC破壊株では、5.5kbのPCR産物が生じ、これをKpnIで消化することにより2.4kb、2.0kb及び1.2kbの断片が生じた。なお、宿主では、6.1kbのPCR産物が生じるが、該PCR産物はKpnIで消化されなかった。 In the AntrpC-disrupted strain, a 5.5 kb PCR product was generated, which was digested with KpnI to generate 2.4 kb, 2.0 kb and 1.2 kb fragments. In the host, a 6.1 kb PCR product was produced, but the PCR product was not digested with KpnI.

AntrpC破壊用カセットが相同組換えで導入されていることを確認したAntrpC破壊株を、1mM トリプトファンを含む、又は含まないCzapek−Dox最少寒天培地のプレートにそれぞれ植菌して、30℃、7日間インキュベートし、トリプトファンを含む培地でのみ生育することを確認した。 The AntrpC disruption strains confirmed to have introduced the AntrpC disruption cassette by homologous recombination were inoculated on plates of Czapek-Dox minimal agar medium with or without 1 mM tryptophan, respectively, at 30 ° C. for 7 days. It was incubated and confirmed to grow only in a medium containing tryptophan.

2.AntrpCマーカー遺伝子を用いた遺伝子破壊
破壊対象遺伝子として、アスペルギルス・ニガーが有するトレハロース6リン酸合成酵素であるTpsCの遺伝子(BMC Microbiol 14,90(2014)、[Website]https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3991884/を参照)を用いた。該遺伝子を、AntpsCとした。
2. As a gene disruption disruption gene using the AntrpC marker gene, the gene of TpsC, which is trehalose 6-phosphate synthase possessed by Aspergillus niger (BMC Microbiol 14, 90 (2014), [Website] https: //www.ncbi. nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3991884/). The gene was named AntpsC.

例1と同様にして、アスペルギルス・ニガーA1179株の染色体DNAを鋳型として、相同組換えのための上流領域2(An上流領域2)、ループアウトのための領域(Anループアウト領域1)、AntrpC遺伝子及び相同組換えのための下流領域2(An下流領域2)のDNA断片を得た後、プラスミドpUC19に、An上流領域2、Anループアウト領域1、AntrpC遺伝子及びAn下流領域2を順に連結させたコンストラクト用プラスミドpAnTpsC_LO_TrpCを作製した。使用したプライマーは配列番号65〜72のプライマーである。 In the same manner as in Example 1, using the chromosomal DNA of Aspergillus niger strain A1179 as a template, upstream region 2 for homologous recombination (An upstream region 2), region for loopout (An loopout region 1), AntrpC After obtaining the DNA fragment of the gene and the downstream region 2 (An downstream region 2) for homologous recombination, the An upstream region 2, the An loopout region 1, the AntrpC gene, and the An downstream region 2 are sequentially ligated to the plasmid pUC19. The constructed plasmid pAnTpsC_LO_TrpC for construction was prepared. The used primer is a primer of sequence number 65-72.

例1と同様にして、鋳型DNAとして上記で得られたプラスミドpAnTpsC_LO_TrpCを用いて、AntpsC破壊用カセットを得た。使用したプライマーは配列番号73〜74のプライマーである。 In the same manner as in Example 1, an AntpsC disruption cassette was obtained using the plasmid pAnTpsC_LO_TrpC obtained above as the template DNA. The used primer is a primer of sequence number 73-74.

上記のようにして、An上流領域2−Anループアウト領域1−AntrpC−An下流領域2の配列が順に連結されたAntpsC破壊用カセットを得た。 As described above, an AntpsC destruction cassette in which the sequences of the An upstream region 2-An loop-out region 1-AntrpC-An downstream region 2 were sequentially connected was obtained.

以下の手順により、AntrpC破壊株をAntpsC破壊用カセットを用いて形質転換することにより、AntpsC破壊株を作製した。 The AntpsC disruption strain was produced by transforming the AntrpC disruption strain using the AntpsC disruption cassette by the following procedure.

500ml容量の三角フラスコの中に1mM トリプトファンを含むポテトデキストロース液体培地 100mlに、アスペルギルス・ニガーAntrpC破壊株の分生子を接種し、30℃で約16時間振とう培養を行った後、菌体を回収した。回収した菌体からプロトプラストを調製した。得られたプロトプラスト及び20μgのAntpsC破壊用カセットを用いて、プロトプラストPEG法により形質転換を行い、次いで0.5%(w/v)寒天及び1.2Mソルビトールを含むCzapek−Dox最少培地を用いて、30℃、4日間以上インキュベートし、コロニー形成能があるものとして形質転換アスペルギルス・ニガーを得た。 Inoculate 100 ml of potato dextrose liquid medium containing 1 mM tryptophan in a 500 ml Erlenmeyer flask with conidia of the Aspergillus niger AntrpC disrupted strain, and after shaking culture at 30 ° C. for about 16 hours, collect the cells. did. Protoplasts were prepared from the collected cells. The obtained protoplast and 20 μg of AntpsC disruption cassette were used for transformation by protoplast PEG method, and then using Czapek-Dox minimal medium containing 0.5% (w / v) agar and 1.2 M sorbitol. Incubated at 30 ° C. for 4 days or longer to obtain transformed Aspergillus niger as having colony-forming ability.

AntpsCが破壊された形質転換アスペルギルス・ニガーは、AntpsC遺伝子の位置に挿入されたAntrpC遺伝子によって宿主のトリプトファン要求性が相補されている。 In transformed Aspergillus niger in which AntpsC is disrupted, the host tryptophan requirement is complemented by the AntrpC gene inserted at the position of the AntpsC gene.

例1と同様にして、形質転換株から染色体DNAを抽出してPCRで確認することにより、AntpsC遺伝子が破壊された株を選抜した。使用したプライマーは配列番号61〜62及び75〜76のプライマーである。 In the same manner as in Example 1, chromosomal DNA was extracted from the transformed strain and confirmed by PCR to select a strain in which the AntpsC gene was disrupted. The primers used are those of SEQ ID NOs: 61-62 and 75-76.

上記のPCRを実施することにより、AntpsC遺伝子由来の430bpのPCR産物が生じず、導入したAspyrG遺伝子由来の862bpのPCR産物が生じたことをアガロース電気泳動により確認し、AntpsC破壊株を選抜した。 By carrying out the above PCR, it was confirmed by agarose electrophoresis that a 430 bp PCR product derived from the AntpsC gene was not generated and a 862 bp PCR product derived from the introduced AspyrG gene was generated, and an AntpsC disruption strain was selected.

選抜したAntpsC破壊株について、PCRを行うことにより、AntpsC破壊用カセットが相同組換えで導入されたことを確認した。使用したプライマーは配列番号77〜78のプライマーである。 The selected AntpsC disruption strain was subjected to PCR to confirm that the AntpsC disruption cassette was introduced by homologous recombination. The used primer is a primer of sequence number 77-78.

AntpsC破壊株では、9.1kbのPCR産物が生じた。なお、宿主では、5.9kbのPCR産物が生じた。 The AntpsC disruption strain produced a 9.1 kb PCR product. In the host, a 5.9 kb PCR product was generated.

3.導入したAntrpCマーカー遺伝子の除去
AntpsC破壊株の分生子を、1mM トリプトファン及び0.015%(w/v)5−FAAを含むポテトデキストロース寒天培地のプレートに塗沫し、30℃、4日間以上インキュベートした。
3. Removal of introduced AntrpC marker gene Conidia of AntpsC-disrupted strain are spread on a plate of potato dextrose agar containing 1 mM tryptophan and 0.015% (w / v) 5-FAA, and incubated at 30 ° C. for 4 days or more did.

生じた5−FAA耐性株から染色体DNAを抽出して配列番号77〜78のプライマーを用いてPCRを行うことにより、ループアウトが起きてAntrpCが除去されたAntrpC除去株であることを確認した。 Chromosomal DNA was extracted from the resulting 5-FAA-resistant strain and PCR was performed using the primers of SEQ ID NOs: 77 to 78 to confirm that it was an AntrpC-removed strain in which loopout occurred and AntrpC was removed.

ループアウトが起きることにより、想定どおりに、2.9kbの産物が生じた。なお、ループアウトが起きない場合は、9.1kbのPCR産物を生じる。 The loop-out produced a 2.9 kb product as expected. If no loop out occurs, a 9.1 kb PCR product is generated.

また、例1と同様の方法によって、AntrpC除去株は、トリプトファンを含む培地でのみ生育する、すなわちトリプトファン要求性であることを確認した。また、5−FAAを用いることにより、AntrpCが除去できることが示された。 Further, by the same method as in Example 1, it was confirmed that the AntrpC-removed strain grows only on a medium containing tryptophan, that is, is tryptophan-requiring. It was also shown that AntrpC can be removed by using 5-FAA.

[例4.AspyrG遺伝子及びAstrpC遺伝子を欠損した二重破壊株の作製]
以下の手順により、アスペルギルス・ソーヤのAspyrG破壊株におけるAstrpC遺伝子を、AspyrG遺伝子で破壊した後、導入したAspyrGをループアウトで除くことにより、AspyrG・AstrpC二重破壊株を作製した。AspyrG・AstrpC二重破壊株の作製手順の概略を図10に示す。
[Example 4. Preparation of double disruption strain deficient in AspyrG and AsstrC genes]
According to the following procedure, the AspyrG / AstrpC double-disrupted strain was prepared by disrupting the AsstrG gene in the AspyrG-disrupted strain of Aspergillus soja with the AspyrG gene and then removing the introduced AspyrG by loop-out. FIG. 10 shows an outline of the procedure for producing the AspyrG and AsrpC double disruption strain.

1.ループアウト可能なAstrpC破壊用カセットの作製
例1で作製したプラスミドpTrpC_HRを鋳型として、Inverse PCR及びPCR産物の精製を実施することにより、ベクター断片を得た。使用したプライマーは配列番号79〜80のプライマーである。
1. Preparation of cassette for destroying AstrpC capable of looping out Inverse PCR and purification of the PCR product were performed using the plasmid pTrpC_HR prepared in Example 1 as a template to obtain a vector fragment. The used primer is a primer of sequence number 79-80.

アスペルギルス・ソーヤNBRC4239株の染色体DNAを鋳型として、PCR及びPCR産物の精製を実施することにより、ループアウトのための領域2(Asループアウト領域2)を得た。使用したプライマーは配列番号81〜82のプライマーである。 Using the chromosomal DNA of Aspergillus soja NBRC4239 strain as a template, PCR and purification of the PCR product were performed to obtain region 2 for loop-out (As loop-out region 2). The used primer is a primer of sequence number 81-82.

得られたベクター断片とAsループアウト領域2とを用いて例1の(1−2)に記載の方法に準じて連結し、pUC19のマルチクローニングサイトに、As上流領域1−Asループアウト領域2−AspyrG−As下流領域1の配列が順に連結されたプラスミドを得た。得られたプラスミドをpTrpC_LO_pyrGとした。 The obtained vector fragment and the As loopout region 2 were used for ligation according to the method described in Example 1-2 (1-2), and the As upstream region 1-As loopout region 2 was added to the multicloning site of pUC19. -A plasmid in which the sequences of AspyrG-As downstream region 1 were sequentially ligated was obtained. The obtained plasmid was designated as pTrpC_LO_pyrG.

次いで、例1の(1−3)と同様にして、鋳型DNAとしてプラスミドプラスミドpTrpC_LO_pyrGを用いて、ループアウト可能なAstrpC破壊用カセットを増幅した。使用したプライマーは配列番号7〜8のプライマーである。 Next, in the same manner as in Example 1 (1-3), a plasmid for disrupting AstrpC that can be looped out was amplified using the plasmid plasmid pTrpC_LO_pyrG as the template DNA. The used primer is a primer of sequence number 7-8.

上記のようにして、As上流領域1−Asループアウト領域2−AspyrG−As下流領域1の配列が順に連結されたループアウト可能なAstrpC破壊用カセットを得た。 As described above, an AsrpC disruption cassette capable of looping out was obtained in which the sequence of the As upstream region 1 -As loopout region 2 -AspyrG-As downstream region 1 was sequentially linked.

2.AstrpC破壊株の作製
例1の(1−4)に記載の方法に準じて、ループアウト可能なAstrpC破壊用カセットを用いて、アスペルギルス・ソーヤKP−del株を形質転換することにより、形質転換アスペルギルス・ソーヤを得た。
2. According to the method described in (1-4) of Preparation Example 1 of AsstrC-disrupted strain, transformed Aspergillus soya KP-del strain is transformed with an AsrpC-disrupted cassette capable of loop-out, thereby transforming Aspergillus・ I got a soya.

AstrpCが破壊された形質転換アスペルギルス・ソーヤは、AstrpC遺伝子の位置に挿入されたAspyrG遺伝子によって宿主のウラシル/ウリジン要求性が相補され、代わりにトリプトファン要求性になる。 In transformed Aspergillus soya with AsstrC disrupted, the host's uracil / uridine requirement is complemented by the AspyrG gene inserted at the AstrpC gene position, but instead becomes tryptophan requirement.

形質転換アスペルギルス・ソーヤが生じたプレートから、0.01%(w/v)Tween80溶液を用いて分生子を回収した。同溶液で適宜希釈した分生子懸濁液を0.04%(w/v)5−FAA及び1mM トリプトファンを含むポテトデキストロース寒天培地のプレートに塗沫し、30℃、4日間インキュベートした。 Conidia were collected from the plate on which transformed Aspergillus soya was produced using 0.01% (w / v) Tween 80 solution. The conidia suspension appropriately diluted with the same solution was smeared on a plate of potato dextrose agar medium containing 0.04% (w / v) 5-FAA and 1 mM tryptophan, and incubated at 30 ° C. for 4 days.

生じた5−FAA耐性株を、1mM トリプトファンを含む、又は含まないCzapek−Dox最少寒天培地のプレートにそれぞれ植菌して、30℃、4日間インキュベートし、トリプトファンを含む培地でのみ生育する株、すなわち、トリプトファン要求性を示す株を選抜した。 The resulting 5-FAA resistant strains were each inoculated into a plate of Czapek-Dox minimal agar medium with or without 1 mM tryptophan, incubated at 30 ° C. for 4 days, and grown only on medium containing tryptophan, That is, a strain showing tryptophan requirement was selected.

トリプトファン要求性の株から染色体DNAを抽出して、PCR及びPCR産物の制限酵素消化を行うことにより、ループアウト可能なAstrpC破壊用カセットが相同組換えで導入されていることをアガロースゲル電気泳動により確認した。使用したプライマーは配列番号13及び83のプライマーである。 Extraction of chromosomal DNA from a tryptophan-requiring strain and PCR and restriction enzyme digestion of the PCR product reveals that an AstrC disruption cassette capable of looping out has been introduced by homologous recombination by agarose gel electrophoresis. confirmed. The primers used are those of SEQ ID NOs: 13 and 83.

AstrpC破壊株では、8.8kbのPCR産物が生じ、これをBamHIで消化しても切断されなかった。なお、宿主では、8.2kbのPCR産物が生じ、これをBamHIで消化することにより4.3kb及び3.8kbの断片が生じた。 In the AstrpC disruption strain, an 8.8 kb PCR product was generated, which was not cleaved when digested with BamHI. In the host, an 8.2 kb PCR product was produced, and digestion with BamHI produced 4.3 kb and 3.8 kb fragments.

3.AspyrG・AstrpC二重破壊株の作製
上記で得たAstrpC破壊株の分生子を、1mM トリプトファン、20mM ウラシル及び0.3%(w/v)5−FOAを含むCzapek−Dox最少寒天培地のプレートに塗沫し、30℃、5日間以上インキュベートすることにより、5−FOA耐性株を選抜した。なお、5−FOA(5−フルオロオロチン酸;Fluorochem社)は、1.2%水溶液をpH6に調整し、次いでフィルターろ過滅菌したものを、最終濃度が上記濃度になるように培地に添加して使用した。
3. Preparation of AspyrG / AstrpC double disruption strain Conidia of the AsstrC disruption strain obtained above were placed on a plate of Czapek-Dox minimal agar medium containing 1 mM tryptophan, 20 mM uracil and 0.3% (w / v) 5-FOA. The 5-FOA resistant strain was selected by smearing and incubating at 30 ° C. for 5 days or longer. In addition, 5-FOA (5-fluoroorotic acid; Fluorochem) is prepared by adding a 1.2% aqueous solution to pH 6 and then filter sterilizing it to the medium so that the final concentration is the above concentration. used.

5−FOA耐性株から染色体DNAを抽出して、配列番号13及び83のプライマーを使用してPCRを行うことにより、5−FOA耐性株は、ループアウトが起きることによってAstrpC破壊株からさらにAspyrG遺伝子が除去されたAspyrG・AstrpC二重破壊株であることを確認した。すなわち、該PCRにより、ループアウト後に想定されるとおりの3.9kbのPCR産物が生じたことを確認した。なお、上記のとおりに、ループアウト前に得られるPCR産物は8.8kbである。 By extracting chromosomal DNA from the 5-FOA resistant strain and performing PCR using the primers of SEQ ID NOs: 13 and 83, the 5-FOA resistant strain can be further isolated from the AsrpC-disrupted strain by the loop-out. Was confirmed to be an AspyrG / AstropC double disrupted strain. That is, it was confirmed that the PCR produced a 3.9 kb PCR product as expected after the loop-out. As described above, the PCR product obtained before looping out is 8.8 kb.

4.トリプトファン要求性及びウラシル要求性の確認
AspyrG・AstrpC二重破壊株を下記(1)〜(4)に示す4種の寒天培地のプレートに植菌し、30℃、5日間以上インキュベートした。
(1)Czapek−Dox最少寒天培地
(2)1mM トリプトファンを含むCzapek−Dox最少寒天培地
(3)20mM ウラシルを含むCzapek−Dox最少寒天培地
(4)1mM トリプトファン及び20mM ウラシルを含むCzapek−Dox最少寒天培地
4). Confirmation of Tryptophan Requirement and Uracil Requirement AspyrG / AstrpC double disruption strains were inoculated on 4 types of agar plates shown in (1) to (4) below and incubated at 30 ° C. for 5 days or more.
(1) Czapek-Dox minimal agar medium (2) Czapek-Dox minimal agar medium containing 1 mM tryptophan (3) Czapek-Dox minimal agar medium containing 20 mM uracil (4) Czapek-Dox agar medium containing 1 mM tryptophan and 20 mM uracil Culture medium

AspyrG・AstrpC二重破壊株は、上記(4)のトリプトファン及びウラシルを含む培地のみで生育し、トリプトファン及びウラシルの両方に対して要求性を示すことを確認した。 It was confirmed that the AspyrG / AstrpC double disruption strain grew only in the medium containing the tryptophan and uracil of the above (4) and showed requirements for both tryptophan and uracil.

5.5−FOA耐性及び5−FAA耐性の確認
非破壊株(アスペルギルス・ソーヤNBRC4239株)、AspyrG破壊株(アスペルギルス・ソーヤKP−del株)、AstrpC破壊株(例1で作製)及びAspyrG・AstrpC二重破壊株を用いて、以下の手順により、これらの菌株の5−FOA耐性及び5−FAA耐性を評価した。
5. Confirmation of 5-FOA resistance and 5-FAA resistance Non-destructive strain (Aspergillus soya NBRC4239 strain), AspyrG disruption strain (Aspergillus soja KP-del strain), AstrpC disruption strain (produced in Example 1) and AspyrG. AsrppC The double-disrupted strains were used to evaluate the 5-FOA resistance and 5-FAA resistance of these strains by the following procedure.

1mM トリプトファン、20mM ウラシル並びに表3に示す濃度の5−FOA及び5−FAAを含むポテトデキストロース寒天培地のプレートに植菌し、30℃、4日間インキュベートした。プレートにおけるコロニーの形成の有無により、各菌株の5−FOA耐性及び5−FAA耐性を確認した。 A plate of potato dextrose agar medium containing 1 mM tryptophan, 20 mM uracil and 5-FOA and 5-FAA at the concentrations shown in Table 3 was inoculated and incubated at 30 ° C. for 4 days. The 5-FOA resistance and 5-FAA resistance of each strain were confirmed by the presence or absence of colony formation on the plate.

「+」:生育、「−」:生育せず “+”: Growing, “−”: not growing

AspyrG破壊株及びAstrpC破壊株は、それぞれ培地中に5−FAA及び5−FOAが存在することにより、生育することができなかった。 AspyrG disrupted and AsstrC disrupted strains could not grow due to the presence of 5-FAA and 5-FOA in the medium, respectively.

例1ではΔtrpC株の選抜に0.04%(w/v)5−FAAを用いた。また、例4では、ΔpyrG株の選抜に0.3%(w/v)5−FOAを用いた。しかし、表3が示すとおり、これらを単独で用いる際の薬剤濃度(0.3%(w/v)5−FOA及び0.04%(w/v)5−FAA)での併用ではいずれの菌株も生育しなかった。 In Example 1, 0.04% (w / v) 5-FAA was used for selection of the ΔtrpC strain. In Example 4, 0.3% (w / v) 5-FOA was used for selection of the ΔpyrG strain. However, as Table 3 shows, any combination of these drugs used alone (0.3% (w / v) 5-FOA and 0.04% (w / v) 5-FAA) The strain did not grow.

一方、両薬剤濃度を1/2、さらに1/4に下げて用いたところ、AspyrG・AstrpC二重破壊株のみが生育した。濃度を1/4に下げても効果を示したことから、5−FOA及び5−FAAは相乗的に効果を示すことが明らかになった。このような培地を用いることでAspyrG・AstrpC二重破壊株を選抜できることが判明した。 On the other hand, when both drug concentrations were lowered to ½ and ¼, only the AspyrG / AstrpC double disruption strain grew. Since the effect was exhibited even when the concentration was lowered to 1/4, it was revealed that 5-FOA and 5-FAA are synergistically effective. It has been found that the use of such a medium makes it possible to select an AspyrG / AstrpC double disruption strain.

[例5.マーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子としてのpyrG遺伝子及びtrpC遺伝子の同時使用]
1.Asnph破壊用カセットの作製
破壊対象遺伝子として、アスペルギルス・ソーヤNBRC4239株の公開ゲノムデータベース(BioProject Accession:PRJDA60265)から、scaffold00033の1904082−1905244の領域に予測されるプロテアーゼの遺伝子を対象とすることにした。該遺伝子を、Asnph遺伝子とした。
[Example 5. Simultaneous use of pyrG gene and trpC gene as selectable marker genes that can be used in the marker recycling method]
1. Production of Asnph Destruction Cassette As a target gene for disruption, it was decided to target a gene of protease predicted in the region of 1904082-1905244 of scaffold00003 from the public genome database (BioProject Accession: PRJDA60265) of Aspergillus soja NBRC4239 strain. This gene was designated as Asnph gene.

例1の(1−2)に記載の方法に準じて、プラスミドpUC19に、相同組換えのための上流領域2(As上流領域3)、ループアウトのための領域3(Asループアウト領域3)、AspyrG遺伝子及び相同組換えのための下流領域3(As下流領域3)を順に連結させたプラスミドpNpH_LO_pyrGを作製した。使用したプライマーは配列番号84〜89のプライマーである。なお、AspyrG遺伝子のDNA断片は例1の(1−2)で作製したものを用いた。 In accordance with the method described in Example 1 (1-2), plasmid pUC19 was subjected to upstream region 2 for homologous recombination (As upstream region 3) and region 3 for loopout (As loopout region 3). A plasmid pNpH_LO_pyrG was prepared by sequentially linking the AspyrG gene and the downstream region 3 for homologous recombination (As downstream region 3). The used primer is a primer of sequence number 84-89. The DNA fragment of AspyrG gene was the same as that prepared in (1-2) of Example 1.

得られたプラスミドpNpH_LO_pyrGを鋳型DNAとして用いて、上記(1−3)の記載に準じてPCR及びPCR産物の精製を実施することにより、Asnph破壊用カセットを得た。使用したプライマーは配列番号90〜91のプライマーである。 Using the obtained plasmid pNpH_LO_pyrG as a template DNA, PCR and PCR product purification were performed according to the description in (1-3) above to obtain an Asnph destruction cassette. The used primer is a primer of sequence number 90-91.

上記のようにして、As上流領域3−Asループアウト領域3−AspyrG−As下流領域3の配列が順に連結されたAsnph破壊用カセットを得た。 As described above, an Asnph destruction cassette in which the sequence of the As upstream region 3-As loop-out region 3-AspyrG-As downstream region 3 was sequentially linked was obtained.

2.Asparp1・Asnph二重破壊株の作製
Asparp1破壊用カセット及びAsnph破壊用カセットを用いたAspyrG・AstrpC二重破壊株の形質転換によるAsparp1・Asnph二重破壊株の作製から、AspyrGマーカー遺伝子及びAstrpCマーカー遺伝子をループアウトさせて得られるAspyrG・AstrpC二重除去株の作製までの手順の概略を図11に示す。
2. Production of Asparp1 / Asnph double disruption strain Asparp1 / Asnph double disruption strain by Asparp1 / Asnph double disruption strain transformation using Asparp1 disruption cassette and Asnph disruption cassette FIG. 11 shows an outline of the procedure up to the production of an AspyrG · AstropC double-removed strain obtained by looping out the nuclease.

500ml容量の三角フラスコにおいて1mM トリプトファン、20mM ウラシル及び20mM ウリジンを含むポテトデキストロース液体培地 100mlに、例4で作製したアスペルギルス・ソーヤAspyrG・AstrpC二重破壊株の分生子を接種し、30℃で約24時間振とう培養を行った後、菌体を回収した。回収した菌体からプロトプラストを調製した。得られたプロトプラスト並びに20μgのAsparp1破壊用カセット(例1で作製したもの)及び20μgのAsnph破壊用カセットを用いて、プロトプラストPEG法により形質転換を行い、次いで0.5%(w/v)寒天及び1.2M ソルビトールを含むCzapek−Dox最少培地を用いて、30℃、5日間以上インキュベートし、コロニー形成能があるものとして形質転換アスペルギルス・ソーヤを得た。 In a 500 ml Erlenmeyer flask, 100 ml of a potato dextrose liquid medium containing 1 mM tryptophan, 20 mM uracil and 20 mM uridine was inoculated with conidia of the Aspergillus soya Aspyr G AsstrC double disruption strain prepared in Example 4, and about 24 at 30 ° C. After culturing with shaking, the cells were collected. Protoplasts were prepared from the collected cells. The obtained protoplast and 20 μg of Asparp1 disruption cassette (prepared in Example 1) and 20 μg of Asnph disruption cassette were transformed by protoplast PEG method, and then 0.5% (w / v) agar And Czapek-Dox minimal medium containing 1.2 M sorbitol was incubated at 30 ° C. for 5 days or longer to obtain transformed Aspergillus soya as having colony-forming ability.

宿主であるAspyrG・AstrpC二重破壊株のウラシル要求性及びトリプトファン要求性は導入したAspyrG遺伝子及びAstrpC遺伝子によってそれぞれ相補される。なお、片方のみが相補された株は上記培地では生育できない。 The uracil requirement and tryptophan requirement of the host AspyrG / AstrpC double disruption strain are complemented by the introduced AspyrG gene and AsstrpC gene, respectively. Note that a strain in which only one of them is complemented cannot grow on the above medium.

上記(1−5)の記載に準じて、形質転換株から染色体DNAを抽出してPCRで確認することにより、Asparp1遺伝子及びAsnph遺伝子の両方が破壊された株を選抜した。使用したプライマーは配列番号25〜28及び92〜93のプライマーである。 In accordance with the description in (1-5) above, a chromosomal DNA was extracted from the transformed strain and confirmed by PCR to select a strain in which both Asparp1 gene and Asnph gene were disrupted. The primers used are those of SEQ ID NOs: 25-28 and 92-93.

上記のPCRを実施することにより、Asparp1遺伝子由来の460bpのPCR産物及びAsnph由来の291bpのPCR産物が生じず、破壊対象ではないAsPtefプロモーター由来の720bpのPCR産物が生じたことをアガロース電気泳動により確認した。アガロースゲル電気泳動の結果を図12に示す。図12に示す形質転換株7、9及び13をAsparp1・Asnph二重破壊株として選抜した。 By performing the above PCR, a 460 bp PCR product derived from Asparp1 gene and a 291 bp PCR product derived from Asnph were not generated, and a 720 bp PCR product derived from the AsPtef promoter that was not subject to destruction was generated by agarose electrophoresis. confirmed. The results of agarose gel electrophoresis are shown in FIG. The transformants 7, 9, and 13 shown in FIG. 12 were selected as Asparp1 · Asnph double disruption strains.

選抜したAsparp1・Asnph二重破壊株について、PCRで確認することにより、Asparp1破壊用カセット及びAsnph破壊用カセットが共に相同組換えで導入されていることを確認した。使用したプライマーは配列番号29〜30及び94〜95のプライマーである。 The selected Asparp1 / Asnph double disruption strain was confirmed by PCR to confirm that both the Asparp1 disruption cassette and Asnph disruption cassette were introduced by homologous recombination. The primers used are those of SEQ ID NOs: 29-30 and 94-95.

Asparp1遺伝子が破壊されていることにより9.6kbのPCR産物が生じた。なお、宿主では5.3kbのPCR産物が生じた。また、Asnph遺伝子が破壊されていることにより8.5kbのPCR産物が生じた。なお、宿主では5.9kbのPCR産物が生じた。 The Aspart1 gene was disrupted, resulting in a 9.6 kb PCR product. In the host, a 5.3 kb PCR product was generated. In addition, the Asnph gene was disrupted, resulting in an 8.5 kb PCR product. A 5.9 kb PCR product was generated in the host.

3.導入したAspyrGマーカー遺伝子及びAstrpCマーカー遺伝子の除去
(3−1)同時ループアウト
Asparp1・Asnph二重破壊株の分生子を、1mM トリプトファン、20mM ウラシル、0.08%(w/v)5−FOA及び0.01%(w/v)5−FAAを含むポテトデキストロース寒天培地のプレートに塗沫し、30℃、10日間以上インキュベートした。
3. Removal of introduced AspyrG marker gene and AstrpC marker gene (3-1) Conidia of simultaneous loop-out Asparp1 / Asnph double disruption strain were obtained by using 1 mM tryptophan, 20 mM uracil, 0.08% (w / v) 5-FOA and A plate of potato dextrose agar medium containing 0.01% (w / v) 5-FAA was smeared and incubated at 30 ° C. for 10 days or longer.

生じた5−FOA耐性・5−FAA耐性株を同組成の寒天培地のプレートに植菌し、30℃、4日間にてインキュベートすることにより生育することを確認した。 The resulting 5-FOA-resistant and 5-FAA-resistant strains were inoculated on an agar plate of the same composition and confirmed to grow by incubating at 30 ° C. for 4 days.

生育を確認した株から染色体DNAを抽出して、配列番号29〜30、94〜95、9〜10、11〜12及び61〜62のプライマーを用いてPCRを行うことにより、AspyrGマーカー遺伝子及びAstrpCマーカー遺伝子が除去された株であることをアガロースゲル電気泳動により確認した。上記2において、Asparp1・Asnph二重破壊株として選抜した形質転換株13のループアウト後の3株を対象としたアガロースゲル電気泳動の結果を図13A〜図13Bに示す。 Chromosomal DNA is extracted from the strains whose growth has been confirmed, and PCR is performed using the primers of SEQ ID NOs: 29-30, 94-95, 9-10, 11-12, and 61-62, whereby AspyrG marker gene and AsrpC The strain from which the marker gene was removed was confirmed by agarose gel electrophoresis. 13A to 13B show the results of agarose gel electrophoresis for the three strains after loop-out of the transformant 13 selected as the Asparp1 / Asnph double disruption strain in 2 above.

図13Aが示すとおり、本来Asparp1遺伝子が存在していた領域付近でループアウトが起きることにより、想定どおりに、3.0kbの産物が生じた。なお、ループアウトが起きない場合は、9.6kbのPCR産物を生じる。 As shown in FIG. 13A, a loop-out occurred in the vicinity of the region where the Asparp1 gene originally existed, resulting in a 3.0 kb product as expected. If loopout does not occur, a 9.6 kb PCR product is generated.

図13Bが示すとおり、本来Asnph遺伝子が存在していた領域付近でループアウトが起きることにより、想定どおりに、3.4kbの産物が生じた。なお、ループアウトが起きない場合は、8.5kbのPCR産物を生じる。 As FIG. 13B shows, a loop-out occurred in the vicinity of the region where the Asnph gene originally existed, resulting in a 3.4 kb product as expected. If loopout does not occur, an 8.5 kb PCR product is generated.

AspyrG遺伝子由来の862bpのPCR産物及びAstrpC遺伝子由来の692bpのPCR産物が生じず、破壊対象ではないAslig1遺伝子由来の439bpのPCR産物が生じたことをアガロース電気泳動により確認した。結果を図13Cに示す。これらの結果より、上記形質転換株13のループアウト後の3株をAspyrG・AstrpC二重除去株として選抜した。 It was confirmed by agarose electrophoresis that a 862 bp PCR product derived from the AspyrG gene and a 692 bp PCR product derived from the AsstrC gene were not generated, and a 439 bp PCR product derived from the Aslig1 gene that was not subject to destruction was generated. The results are shown in FIG. 13C. From these results, 3 strains after the loop-out of the transformant 13 were selected as AspyrG and AsrpC double-removed strains.

AspyrG・AstrpC二重除去株を下記(1)〜(4)に示す4種の寒天培地のプレートに植菌し、30℃、5日間以上インキュベートした。
(1)Czapek−Dox最少寒天培地
(2)1mM トリプトファンを含むCzapek−Dox最少寒天培地
(3)20mM ウラシルを含むCzapek−Dox最少寒天培地
(4)1mM トリプトファン及び20mM ウラシルを含むCzapek−Dox最少寒天培地
The AspyrG / AstrpC double-removed strain was inoculated on 4 types of agar plates shown in (1) to (4) below, and incubated at 30 ° C. for 5 days or longer.
(1) Czapek-Dox minimal agar medium (2) Czapek-Dox minimal agar medium containing 1 mM tryptophan (3) Czapek-Dox minimal agar medium containing 20 mM uracil (4) Czapek-Dox agar medium containing 1 mM tryptophan and 20 mM uracil Culture medium

AspyrG・AstrpC二重除去株は、上記(4)のトリプトファン及びウラシルを含む培地のみで生育し、トリプトファン及びウラシルの両方に対して要求性を示すことを確認した。これにより、2種マーカー遺伝子の同時ループアウトができたことが確認された。 The AspyrG / AstrpC double-removed strain grew only in the medium containing tryptophan and uracil of (4) above, and was confirmed to be required for both tryptophan and uracil. Thereby, it was confirmed that the two types of marker genes could be looped out simultaneously.

(3−2)2段階ループアウト
Asparp1・Asnph二重破壊株の分生子を、20mM ウラシル及び0.3%(w/v)5−FOAを含むCzapek−Dox最少寒天培地のプレートに塗沫し、30℃、5日間以上インキュベートした。5−FOA耐性株(AspyrG除去株)が生じたプレートから、0.01%(w/v)Tween80溶液を用いて分生子を回収し、同溶液で適宜希釈することこにより、分生子懸濁液を調製した。
(3-2) Conidia of the two-stage loop-out Asparp1 / Asnph double disruption strain are spread on a plate of Czapek-Dox minimal agar medium containing 20 mM uracil and 0.3% (w / v) 5-FOA. Incubated at 30 ° C. for 5 days or longer. Conidia are collected from a plate on which a 5-FOA resistant strain (AspyrG-removed strain) has been generated using a 0.01% (w / v) Tween 80 solution, and appropriately diluted with the same solution, whereby a conidia suspension is obtained. A liquid was prepared.

得られた分生子懸濁液の適量を、1mM トリプトファン、20mM ウラシル、0.08%(w/v)5−FOA及び0.01%(w/v)5−FAAを含むポテトデキストロース寒天培地のプレートに塗沫し、30℃、4日間にてインキュベートした。 An appropriate amount of the resulting conidial suspension was added to a potato dextrose agar medium containing 1 mM tryptophan, 20 mM uracil, 0.08% (w / v) 5-FOA and 0.01% (w / v) 5-FAA. The plate was smeared and incubated at 30 ° C. for 4 days.

生じた5−FOA・5−FAA耐性株を同組成の寒天培地のプレートに植菌し、30℃、4日間にてインキュベートすることにより生育することを確認した。 The resulting 5-FOA / 5-FAA resistant strain was inoculated on a plate of an agar medium having the same composition and confirmed to grow by incubating at 30 ° C. for 4 days.

生育を確認した株から染色体DNAを抽出して、上記例5の(3−1)に記載の方法により、PCRを行うことにより、AspyrGマーカー遺伝子及びAstrpCマーカー遺伝子が除去されたAspyrG・AstrpC二重除去株であることを確認した。 Chromosomal DNA was extracted from the strains that had been confirmed to grow, and PCR was performed by the method described in Example 3 (3-1) to remove the AspyrG marker gene and the AstrpC marker gene. It was confirmed that it was a removed strain.

また、上記例5の(3−1)に記載の方法により、AspyrG・AstrpC二重除去株は、ウラシル及びトリプトファンの両方に対して要求性を示すことを確認した。これにより、2種マーカー遺伝子の2段階ループアウトができたことが確認された。 In addition, it was confirmed by the method described in Example 3 (3-1) that the AspyrG · AstrpC double-removed strain showed requirements for both uracil and tryptophan. As a result, it was confirmed that the two-stage loop-out of the two kinds of marker genes was completed.

本発明の一態様である形質転換アスペルギルス属微生物、組成物及び方法は、食品産業において利用価値が高いアスペルギルス属微生物の形質転換を効率良く実施することができ、さらにアスペルギルス属微生物が有する構造若しくは機能が類似又は関連する遺伝子の同時破壊による新たな表現型を迅速に検出することが可能である。 The transformed Aspergillus microorganism, composition and method which are one embodiment of the present invention can efficiently carry out transformation of an Aspergillus microorganism having high utility value in the food industry, and further, the structure or function of the Aspergillus microorganism It is possible to quickly detect new phenotypes due to simultaneous disruption of genes that are similar or related.

Claims (8)

染色体上の少なくとも2種類のマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子が欠損した、形質転換アスペルギルス属(Aspergillus)微生物であって、前記選択マーカー遺伝子はtrpC遺伝子及びpyrG遺伝子を含かつ、宿主生物がアスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus)以外のアスペルギルス属微生物である、前記形質転換アスペルギルス属微生物。 Selection marker genes available to at least two markers Recycling Law on the chromosome deficient, a transformed Aspergillus (Aspergillus) microorganisms, said selection marker gene viewed including the trpC gene and pyrG genes, and host The transformed Aspergillus microorganism , wherein the organism is an Aspergillus microorganism other than Aspergillus acleutus . 相同組換え領域の間にループアウト領域及びマーカーリサイクル法に利用可能な選択マーカー遺伝子を含む核酸断片の少なくとも2種類を含む、アスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus)以外のアスペルギルス属微生物形質転換用組成物であって、前記核酸断片は、前記選択マーカー遺伝子がtrpC遺伝子である核酸断片及び前記選択マーカー遺伝子がpyrG遺伝子である核酸断片を含む、前記組成物。 A composition for transforming Aspergillus microorganisms other than Aspergillus aculeatus , comprising at least two kinds of nucleic acid fragments comprising a loopout region and a selectable marker gene usable for marker recycling method between homologous recombination regions The nucleic acid fragment includes the nucleic acid fragment in which the selection marker gene is a trpC gene and the nucleic acid fragment in which the selection marker gene is a pyrG gene. 前記形質転換アスペルギルス属微生物は、宿主生物がアスペルギルス・ソーヤ(Aspergillus sojae)、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス・タマリ(Aspergillus tamarii)、アスペルギルス・ルチュエンシス(Aspergillus luchuensis)、アスペルギルス・ウサミ(Aspergillus usamii)又はアスペルギルス・サイトイ(Aspergillus saitoi)である、請求項1〜2のいずれか1項に記載の形質転換アスペルギルス属微生物又は組成物。 The microorganisms belonging to the genus Aspergillus have host organisms of Aspergillus sojae, Aspergillus oryzae, Aspergillus tamarii, Aspergillus tamariis, Or the Aspergillus saitoi , the transformed Aspergillus microorganism or composition according to any one of claims 1-2. 下記の工程(1)〜工程(3)を含む、染色体上のマーカーリサイクル法に利用可能な第1の選択マーカー遺伝子及びマーカーリサイクル法に利用可能な第2の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物の製造方法であって、該第1の選択マーカー遺伝子及び該第2の選択マーカー遺伝子は、いずれか一方がtrpC遺伝子であり、他方がpyrG遺伝子であtrpC遺伝子に対応する栄養性物質がトリプトファンであり、トリプトファンのアナログが5−FAAであり、pyrG遺伝子に対応する栄養性物質がウラシル及び/又はウリジンであり、ウラシル及び/又はウリジンのアナログが5−FOAであり、及び、宿主生物がアスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus)以外のアスペルギルス属微生物である、前記方法:
(1)染色体上の第1の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を、相同組換え領域の間にループアウト領域及び第1の選択マーカー遺伝子を含む核酸断片を用いて、染色体上の第2の選択マーカー遺伝子を標的として相同組換えすることにより、形質転換アスペルギルス属微生物を得る工程;
(2)前記工程(1)で得られた形質転換アスペルギルス属微生物を、前記第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質の存在下で培養することにより、染色体上に前記第1の選択マーカー遺伝子が挿入され、かつ、染色体上の第2の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を選抜する工程;及び、
(3)前記工程(2)で選抜された形質転換アスペルギルス属微生物を、前記第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び栄養性物質のアナログ並びに前記第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質の存在下で培養することにより、染色体上の前記第1の選択マーカー遺伝子及び前記第2の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を選抜する工程。
A transformed Aspergillus deficient in the first selectable marker gene usable in the marker recycling method on the chromosome and the second selectable marker gene usable in the marker recycling method, comprising the following steps (1) to (3): a method of manufacturing a microorganism, selectable marker gene of the first selection marker gene and said second, either is trpC gene and the other Ri Ah at pyrG gene, nutritional corresponding to trpC gene The substance is tryptophan, the tryptophan analog is 5-FAA, the nutrient corresponding to the pyrG gene is uracil and / or uridine, the uracil and / or uridine analog is 5-FOA, and the host Aspergillus acculeatus or higher Which is the genus Aspergillus microorganisms, said method:
(1) Using a nucleic acid fragment containing a loop-out region and a first selectable marker gene between a homologous recombination region and a transformed Aspergillus microorganism lacking the first selectable marker gene on the chromosome, Obtaining a transformed Aspergillus microorganism by homologous recombination using the second selectable marker gene as a target;
(2) By culturing the transformed Aspergillus microorganism obtained in the step (1) in the presence of a nutrient substance corresponding to the second selection marker gene, the first selection marker on a chromosome Selecting a transformed Aspergillus microorganism in which the gene is inserted and the second selectable marker gene on the chromosome is deleted; and
(3) The transformed Aspergillus microorganism selected in the step (2), the nutrient substance corresponding to the first selectable marker gene, the analog of the nutrient substance, and the nutrient corresponding to the second selectable marker gene A step of selecting a transformed Aspergillus microorganism lacking the first selection marker gene and the second selection marker gene on a chromosome by culturing in the presence of a sex substance.
下記の工程(A)〜工程(B)を含む、マーカーリサイクル法に利用可能な第1の選択マーカー遺伝子及びマーカーリサイクル法に利用可能な第2の選択マーカー遺伝子を利用した、形質転換アスペルギルス属微生物の染色体上の2種類の標的遺伝子の欠損方法であって、該第1の選択マーカー遺伝子及び該第2の選択マーカー遺伝子は、いずれか一方がtrpC遺伝子であり、他方がpyrG遺伝子であtrpC遺伝子に対応する栄養性物質がトリプトファンであり、トリプトファンのアナログが5−FAAであり、pyrG遺伝子に対応する栄養性物質がウラシル及び/又はウリジンであり、ウラシル及び/又はウリジンのアナログが5−FOAであり、及び、宿主生物がアスペルギルス・アクレアタス(Aspergillus aculeatus)以外のアスペルギルス属微生物である、前記方法:
(A)染色体上の第1の選択マーカー遺伝子及び第2の選択マーカー遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を、第1の標的遺伝子に対する相同組換え領域の間にループアウト領域及び第1の選択マーカー遺伝子を含む第1の核酸断片及び第2の標的遺伝子に対する相同組換え領域の間にループアウト領域及び第2の選択マーカー遺伝子を含む第2の核酸断片を用いて、該第1の標的遺伝子及び該第2の標的遺伝子を標的として相同組換えすることにより、形質転換アスペルギルス属微生物を得る工程;及び
(B)前記工程(A)で得られた形質転換アスペルギルス属微生物を、前記第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び前記第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質の非存在下で培養することにより、染色体上に前記第1の選択マーカー遺伝子及び前記第2の選択マーカー遺伝子が挿入された形質転換アスペルギルス属微生物を選抜する工程。
A transformed Aspergillus genus microorganism using the first selectable marker gene usable in the marker recycling method and the second selectable marker gene usable in the marker recycling method, comprising the following steps (A) to (B): a deficiency method of the two on the chromosome of a target gene, a selection marker gene of the first selection marker gene and the second is either one trpC gene and the other Ri Ah at pyrG gene, The trophic substance corresponding to the trpC gene is tryptophan, the tryptophan analog is 5-FAA, the trophic substance corresponding to the pyrG gene is uracil and / or uridine, and the uracil and / or uridine analog is 5- FOA and the host organism is Aspergillus culeatus) is a genus Aspergillus microorganisms other than, said method:
(A) A transformed Aspergillus microorganism lacking the first selectable marker gene and the second selectable marker gene on the chromosome, the loop-out region and the first selection between the homologous recombination regions for the first target gene A first nucleic acid fragment comprising a marker gene and a second nucleic acid fragment comprising a loop-out region and a second selectable marker gene between a first nucleic acid fragment comprising a marker gene and a homologous recombination region for a second target gene; And obtaining a transformed Aspergillus microorganism by homologous recombination using the second target gene as a target; and (B) transforming Aspergillus microorganism obtained in the step (A) with the first Staining by culturing in the absence of the nutrient substance corresponding to the selectable marker gene and the nutrient substance corresponding to the second selectable marker gene The first selection marker gene and said second selection marker gene is the step of selecting transformed Aspergillus microorganism inserted above.
さらに下記の工程(C)を含む、請求項に記載の方法:
(C)前記工程(B)で選抜された形質転換アスペルギルス属微生物を、前記第1の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び該栄養性物質のアナログ並びに前記第2の選択マーカー遺伝子に対応する栄養性物質及び該栄養性物質のアナログの存在下で培養することにより、染色体上の前記第1の選択マーカー遺伝子、前記第2の選択マーカー遺伝子、前記第1の標的遺伝子及び前記第2の標的遺伝子が欠損した形質転換アスペルギルス属微生物を選抜する工程。
The method according to claim 5 , further comprising the following step (C):
(C) The transformed Aspergillus microorganism selected in the step (B) corresponds to the nutrient substance corresponding to the first selectable marker gene, the analog of the nutrient substance, and the second selectable marker gene By culturing in the presence of a nutrient substance and an analogue of the nutrient substance, the first selectable marker gene, the second selectable marker gene, the first target gene, and the second target on a chromosome A step of selecting a transformed Aspergillus microorganism lacking the gene.
記5−FAAの濃度は0.005%(w/v)〜0.02%(w/v)であり、かつ、
記5−FOAの濃度は0.05%(w/v)〜0.15%(w/v)である、請求項に記載の方法。
The concentration of the previous Symbol 5 -FAA is 0.005% (w / v) ~0.02 % (w / v), and,
Concentration before Symbol 5 -FOA is 0.05% (w / v) ~0.15 % (w / v), The method of claim 6.
前記形質転換アスペルギルス属微生物は、宿主生物がアスペルギルス・ソーヤ(Aspergillus sojae)、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス・タマリ(Aspergillus tamarii)、アスペルギルス・ルチュエンシス(Aspergillus luchuensis)、アスペルギルス・ウサミ(Aspergillus usamii)又はアスペルギルス・サイトイ(Aspergillus saitoi)である、請求項のいずれか1項に記載の方法。 The microorganisms belonging to the genus Aspergillus have host organisms of Aspergillus sojae, Aspergillus oryzae, Aspergillus tamarii, Aspergillus tamariis, ) Or Aspergillus saitoi. 8. The method according to any one of claims 4 to 7 .
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